علم الأحياء كعلم ، إنجازاته ، طرق البحث ، ارتباطاته بالعلوم الأخرى. دور علم الأحياء في الحياة و الأنشطة العمليةبشري

دليل كامل لعلم الأحياء للتحضير للامتحان

علم الأحياء كعلم ، إنجازاته ، طرق البحث ، ارتباطاته بالعلوم الأخرى. دور علم الأحياء في حياة الإنسان وأنشطته العملية

المصطلحات والمفاهيم التي تم اختبارها في أوراق الامتحانات الخاصة بهذا القسم: الفرضية ، طريقة البحث ، العلم ، حقيقة علميةموضوع الدراسة مشكلة نظرية التجربة.

مادة الاحياءالعلم الذي يدرس خصائص الأنظمة الحية. ومع ذلك ، لتحديد ماذا نظام المعيشة، صعب بعض الشيء. هذا هو السبب في أن العلماء قد وضعوا عدة معايير يمكن من خلالها تصنيف كائن حي على أنه كائن حي. من أهم هذه المعايير التمثيل الغذائي أو التمثيل الغذائي ، والتكاثر الذاتي والتنظيم الذاتي. سيتم تخصيص فصل منفصل لمناقشة هذه المعايير وغيرها (أو) خصائص الأحياء.

مفهوم العلم المعرفة على أنها "النطاق النشاط البشريفي الحصول على المعرفة الموضوعية حول الواقع وتنظيمها. وفقًا لهذا التعريف ، فإن موضوع العلم - علم الأحياء هو الحياة بجميع مظاهره وأشكاله ، وكذلك على اختلافها المستويات .

كل علم ، بما في ذلك علم الأحياء ، يستخدم معينة طُرقابحاث. بعضها عالمي لجميع العلوم ، مثل الملاحظة ، واقتراح واختبار الفرضيات ، وبناء النظريات. لا يمكن استخدام الأساليب العلمية الأخرى إلا من قبل علم معين. على سبيل المثال ، لدى علماء الوراثة طريقة أنساب لدراسة النسب البشرية ، ولدى المربين طريقة تهجين ، ولدى علماء الأنسجة طريقة زراعة الأنسجة ، وما إلى ذلك.

يرتبط علم الأحياء ارتباطًا وثيقًا بالعلوم الأخرى - الكيمياء والفيزياء والبيئة والجغرافيا. تنقسم البيولوجيا نفسها إلى العديد من العلوم الخاصة التي تدرس مختلف الكائنات البيولوجية: بيولوجيا النبات والحيوان ، وعلم وظائف النبات ، وعلم التشكل ، وعلم الوراثة ، والتصنيف ، والتربية ، وعلم الفطريات ، وعلم الديدان الطفيلية والعديد من العلوم الأخرى.

طريقة- هذا هو مسار البحث الذي يمر به العالم لحل أي مشكلة أو مشكلة علمية.

تشمل الأساليب العلمية الرئيسية ما يلي:

النمذجة- طريقة يتم فيها إنشاء صورة معينة لشيء ما ، وهو نموذج يحصل عليه العلماء معلومات ضروريةحول الكائن. لذلك ، على سبيل المثال ، عند إنشاء بنية جزيء الحمض النووي ، ابتكر جيمس واتسون وفرانسيس كريك نموذجًا من عناصر بلاستيكية - حلزون مزدوج للحمض النووي يتوافق مع بيانات الأشعة السينية ودراسات الكيمياء الحيوية. استوفى هذا النموذج تمامًا متطلبات الحمض النووي. ( انظر قسم الأحماض النووية.)

الملاحظة- الطريقة التي يجمع بها الباحث معلومات عن الكائن. يمكنك أن ترصد بصريًا ، على سبيل المثال ، سلوك الحيوانات. من الممكن ملاحظة التغييرات التي تحدث في الكائنات الحية بمساعدة الأجهزة: على سبيل المثال ، عند أخذ مخطط القلب أثناء النهار ، عند قياس وزن العجل خلال شهر. يمكنك مشاهدة التغيرات الموسميةفي الطبيعة ، لإلقاء الحيوانات ، إلخ. يتم التحقق من الاستنتاجات التي توصل إليها المراقب إما عن طريق الملاحظات المتكررة أو بالتجربة.

التجربة (الخبرة)- طريقة يتم من خلالها فحص نتائج الملاحظات والافتراضات المطروحة - الفرضيات . من أمثلة التجارب تهجين الحيوانات أو النباتات من أجل الحصول على صنف أو سلالة جديدة ، واختبار دواء جديد ، وتحديد دور أي عضية خلوية ، إلخ. التجربة هي دائمًا اكتساب معرفة جديدة بمساعدة تجربة معينة.

مشكلة- سؤال ، مشكلة تحتاج إلى حل. يؤدي حل المشكلات إلى معرفة جديدة. مشكلة علميةدائما يخفي بعض التناقض بين المعلوم والمجهول. يتطلب حل المشكلة من العالم جمع الحقائق وتحليلها وتنظيمها. مثال على مشكلة ما ، على سبيل المثال ، ما يلي: "كيف ينشأ تكيف الكائنات الحية مع البيئة؟" أو "كيف يمكنني الاستعداد للاختبارات الجادة في أقصر وقت ممكن؟".

قد يكون من الصعب جدًا صياغة مشكلة ، ولكن كلما كانت هناك صعوبة ، وتناقض ، تظهر مشكلة.

فرضية- افتراض ، حل أولي للمشكلة. من خلال طرح الفرضيات ، يبحث الباحث عن العلاقات بين الحقائق والظواهر والعمليات. هذا هو السبب في أن الفرضية غالبًا ما تتخذ شكل افتراض: "إذا ... إذًا". على سبيل المثال ، "إذا كانت النباتات تطلق الأكسجين في الضوء ، فيمكننا اكتشافه بمساعدة شعلة مشتعلة ، لأن. يجب أن يدعم الأكسجين الاحتراق. يتم اختبار الفرضية تجريبيا. (انظر فرضيات أصل الحياة على الأرض).

نظريةهو تعميم للأفكار الرئيسية في أي مجال علمي من مجالات المعرفة. على سبيل المثال ، تلخص نظرية التطور جميع البيانات العلمية الموثوقة التي حصل عليها الباحثون على مدى عقود عديدة. بمرور الوقت ، يتم استكمال النظريات ببيانات جديدة ، وتطويرها. قد تدحض الحقائق الجديدة بعض النظريات. مخلص النظريات العلميةأكدته الممارسة. فمثلا النظرية الجينيةتم تأكيد نظرية كروموسوم G.Mendel و T. Morgan من خلال العديد من الدراسات التجريبية في دول مختلفةسلام. نظرية التطور الحديثة ، على الرغم من أنها وجدت العديد من التأكيدات المثبتة علميًا ، لا تزال تواجه المعارضين ، لأن. لا يمكن أن تكون جميع أحكامها المرحلة الحاليةتطوير العلم لتأكيد الحقائق.

الأساليب العلمية الخاصة في علم الأحياء هي:

طريقة الأنساب- تستخدم في تجميع أنساب الناس ، وتحديد طبيعة وراثة بعض السمات.

الطريقة التاريخية- إقامة علاقات بين الحقائق والعمليات والظواهر التي حدثت على مدى زمن طويل تاريخيًا (عدة مليارات من السنين). تطورت العقيدة التطورية إلى حد كبير بسبب هذه الطريقة.

طريقة الحفريات- طريقة تتيح لك معرفة العلاقة بين الكائنات الحية القديمة ، التي توجد بقاياها في قشرة الأرض ، في طبقات جيولوجية مختلفة.

الطرد المركزي- فصل المخاليط إلى أجزاء مكونة تحت تأثير قوة الطرد المركزي. يتم استخدامه في فصل عضيات الخلية والكسور الخفيفة والثقيلة (مكونات) المواد العضوية ، إلخ.

خلوي أو خلوي- دراسة بنية الخلية وتركيباتها باستخدام المجاهر المختلفة.

البيوكيميائية- دراسة العمليات الكيميائيةتحدث في الجسم.

كل خاص علم الاحياء(علم النبات ، علم الحيوان ، علم التشريح وعلم وظائف الأعضاء ، علم الخلايا ، علم الأجنة ، علم الوراثة ، التربية ، علم البيئة ، وغيرها) يستخدم طرق البحث الخاصة به أكثر تحديدًا.

كل علم له خاصته شيءوموضوع دراستك. في علم الأحياء ، موضوع الدراسة هو الحياة. حاملات الحياة هم أجسام حية. يتم دراسة كل ما يتعلق بوجودهم بواسطة علم الأحياء. يكون موضوع العلم دائمًا أضيق نوعًا ما ، ومحدودًا أكثر من الموضوع. لذلك ، على سبيل المثال ، يهتم أحد العلماء التمثيل الغذائيالكائنات الحية. ثم يكون موضوع الدراسة هو الحياة ، وسيكون موضوع الدراسة هو التمثيل الغذائي. من ناحية أخرى ، يمكن أن يكون التمثيل الغذائي أيضًا موضوعًا للدراسة ، ولكن بعد ذلك سيكون موضوع الدراسة أحد خصائصه ، على سبيل المثال ، التمثيل الغذائي للبروتينات أو الدهون أو الكربوهيدرات. من المهم أن نفهم ، لأن توجد أسئلة حول موضوع دراسة علم معين في أسئلة الاختبار. بالإضافة إلى ذلك ، من المهم لأولئك الذين سيشاركون في العلوم في المستقبل.

أمثلة على المهام

الجزء أ

أ 1. علم الأحياء كدراسات علمية

1) السمات المشتركةهياكل النباتات والحيوانات

2) العلاقة بين الطبيعة الحية والجماد

3) العمليات التي تحدث في النظم الحية

4) أصل الحياة على الأرض

أ 2. ا. استخدم بافلوف في أعماله عن الهضم طريقة البحث:

1) تاريخي 3) تجريبي

2) وصفي 4) البيوكيميائية

A3. افتراض داروين أن الجميع نظرة حديثةأو مجموعات من الأنواع لها أسلاف مشتركة - وهذه هي:

1) النظرية 3) الحقيقة

2) الفرضية 4) الإثبات

A4. دراسات علم الأجنة

1) تطور الكائن الحي من البيضة الملقحة حتى الولادة

2) هيكل ووظائف البيضة

3) التنمية البشرية بعد الولادة

4) تطور الكائن الحي من الولادة حتى الموت

A5. يتم تحديد عدد وشكل الكروموسومات في الخلية عن طريق البحث

1) الكيمياء الحيوية 3) الطرد المركزي

2) خلوي 4) مقارن

أ 6. الاختيار كعلم يحل المشاكل

1) خلق أصناف جديدة من النباتات والسلالات الحيوانية

2) الحفاظ على المحيط الحيوي

3) إنشاء agrocenoses

4) إنشاء أسمدة جديدة

أ 7. يتم تحديد أنماط وراثة السمات في البشر من خلال الطريقة

1) تجريبي 3) علم الأنساب

2) الهجين 4) الملاحظات

أ 8. يسمى تخصص العالم الذي يدرس التراكيب الدقيقة للكروموسومات:

1) المربي 3) علم التشكل

2) علم الوراثة الخلوية 4) أخصائي علم الأجنة

أ 9. علم اللاهوت النظامي هو العلم الذي يتعامل معه

1) الدراسة الهيكل الخارجيالكائنات الحية

2) دراسة وظائف الجسم

3) تحديد العلاقات بين الكائنات الحية

4) تصنيف الكائنات الحية

الجزء ب

في 1. أشر إلى ثلاث وظائف تؤديها نظرية الخلية الحديثة

1) يؤكد تجريبيا البيانات العلمية حول بنية الكائنات الحية

2) يتنبأ بظهور حقائق وظواهر جديدة

3) يصف التركيب الخلوي للكائنات الحية المختلفة

4) ينظم ويحلل ويشرح الحقائق الجديدة حول البنية الخلويةالكائنات الحية

5) يطرح فرضيات حول التركيب الخلوي لجميع الكائنات الحية

6) يخلق أساليب جديدة لأبحاث الخلايا

الجزء ج

C1. اشتهر العالم الفرنسي لويس باستير بكونه "منقذ البشرية" ، وذلك بفضل ابتكار لقاحات ضد أمراض معدية، بما في ذلك مثل داء الكلب ، الجمرة الخبيثةوغيرها. اقترح فرضيات يمكن أن يطرحها. أي من طرق البحث أثبت قضيته؟

ملخص عن موضوع المفاهيم العلوم الطبيعية الحديثة

أنجزه: طالب في السنة الأولى بالكلية النظرية الاقتصادية otd. اقتصاد وطني Busygina O.A.

ساراتوف جامعة الدولةسميت باسم N.G. Chernyshevsky

نشأت فكرة تطور الطبيعة الحية في الأزمنة الحديثة كمعارضة لنظرية الخلق (من "الخلق" اللاتيني) - عقيدة خلق الله للعالم من لا شيء وثبات العالم الذي خلقه الخالق . تطورت نظرية الخلق كنظرة للعالم في عصر العصور القديمة المتأخرة وفي العصور الوسطى واحتلت مكانة مهيمنة في الثقافة.

لعبت أيضًا دورًا أساسيًا في النظرة العالمية في ذلك الوقت من خلال أفكار علم الغائية - العقيدة التي وفقًا لها يتم ترتيب كل شيء في الطبيعة بشكل مناسب وأي تطور هو تنفيذ أهداف محددة مسبقًا. تنسب الغائية إلى عمليات وظواهر أهداف الطبيعة التي وضعها الله (H. Wolf) ، أو هي أسباب داخليةالطبيعة (أرسطو ، لايبنيز).

في التغلب على أفكار الخلق والغائية دورا هامالعبت مفهوم التباين المحدود للأنواع ضمن انقسامات ضيقة نسبيًا (من سلف واحد) تحت تأثير البيئة - التحول. تمت صياغة هذا المفهوم في شكل موسع من قبل عالم الطبيعة البارز في القرن الثامن عشر ، جورج بوفون ، في عمله المكون من 36 مجلدًا "التاريخ الطبيعي".

لدى التحول في الأساس أفكار حول التغيير والتحول في الأشكال العضوية ، وأصل بعض الكائنات الحية من الآخرين. من بين علماء الطبيعة والفلاسفة المتحولين في القرنين السابع عشر والثامن عشر ، يعد كل من R. أدرك جميع المتحولين تنوع أنواع الكائنات الحية تحت تأثير التغييرات. بيئة.

في تكوين فكرة التطور عالم عضويلعبت علم اللاهوت النظامي دورًا مهمًا - العلم البيولوجي لتنوع جميع الكائنات الحية الموجودة والمنقرضة ، والعلاقات والروابط الأسرية بينها. مجموعات مختلفة(تصنيف). المهام الرئيسية للتصنيف هي التحديد عن طريق المقارنة مواصفات خاصةكل نوع وكل تصنيف من رتبة أعلى ، توضيح الممتلكات المشتركة في بعض الأصناف. تم وضع أسس علم اللاهوت النظامي في أعمال J. Ray (1693) و C. Linnaeus (1735).

كان عالم الطبيعة السويدي في القرن الثامن عشر ، كارل لينيوس ، أول من طبق باستمرار التسميات الثنائية وبنى أكثرها نجاحًا تصنيف مصطنعالنباتات والحيوانات.

في عام 1751 ، نُشر كتابه "فلسفة علم النبات" ، حيث كتب ك. لينيوس: "لا يخدم النظام الاصطناعي إلا حتى يتم العثور على نظام طبيعي. الأول يعلمنا فقط التعرف على النباتات. والثاني سيعلمنا معرفة الطبيعة من النبات نفسه ". وفضلاً عن ذلك: "الطريقة الطبيعية هي الهدف النهائي لعلم النبات".

ما يسميه لينيوس " طريقة طبيعية"، في الواقع ، بعض النظريات الأساسية عن الأحياء. ميزة لينيوس هي أنه ، من خلال إنشاء نظام اصطناعي ، قاد علم الأحياء إلى الحاجة إلى النظر في المواد التجريبية الضخمة من وجهة نظر المبادئ النظرية العامة.

لعب علم الأجنة دورًا مهمًا في تكوين وتطوير فكرة تطور الطبيعة الحية ، والذي تميز في العصر الحديث بمعارضة ما قبل التكوين والتكوين اللاجيني.

Preformism - من اللات. "أنا أتشاهد" - عقيدة التواجد في الخلايا الجنسية للتراكيب المادية التي تحدد مسبقًا تطور الجنين وعلامات تطور الكائن الحي منه.

نشأت Preformism على أساس فكرة التشكيل التي سادت في القرنين السابع عشر والثامن عشر ، والتي بموجبها من المفترض أن الكائن الحي المتكون قد تحول إلى بيضة (بيضة) أو حيوان منوي (علماء الحيوان). يعتقد المتشددون (Sh. Bonnet و A. Haller وآخرون) أن المشكلة التطور الجنينييجب أن يتلقى قراره من وجهة نظر المبادئ العالمية للوجود ، التي يفهمها العقل حصريًا ، دون بحث تجريبي.

التخلق اللاجيني عبارة عن عقيدة تنص على وجود ورم تدريجي ومتسق لأعضاء وأجزاء من الجنين من مادة عديمة البنية للبويضة المخصبة في عملية التطور الجنيني.

تشكل التخلق اللاإرادي كعقيدة في القرنين السابع عشر والثامن عشر في النضال ضد التشكل المسبق. تم تطوير الأفكار اللاجينية بواسطة W. Garvey و J. Buffon و KF Wolf. تخلى علماء الوراثة اللاجينية عن فكرة الخلق الإلهي للأحياء واقتربوا من الصياغة العلمية لمشكلة أصل الحياة.

وهكذا ، في القرنين السابع عشر والثامن عشر ، نشأت فكرة التغييرات التاريخية في الخصائص الوراثية للكائنات الحية ، والتطور التاريخي الذي لا رجعة فيه للطبيعة الحية ، وفكرة تطور العالم العضوي.

التطور - من خط العرض. "الانتشار" - التطور التاريخي للطبيعة. في سياق التطور ، أولاً ، تنشأ أنواع جديدة ، أي يزيد تنوع أشكال الكائنات الحية. ثانيًا ، تتكيف الكائنات الحية ، أي التكيف مع الظروف المتغيرة بيئة خارجية. ثالثًا ، نتيجة للتطور ، يزداد المستوى العام للتنظيم للكائنات الحية تدريجياً: تصبح أكثر تعقيدًا وتحسنًا.

يفترض الانتقال من فكرة تحول الأنواع إلى فكرة التطور ، التطور التاريخي للأنواع ، أولاً ، مراعاة عملية تكوين الأنواع في تاريخها ، مع مراعاة الدور البناء للوقت عامل في التطور التاريخي للكائنات الحية ، وثانيًا ، تطوير الأفكار حول ظهور عملية تاريخية جديدة نوعياً. حدث الانتقال من التحول إلى التطور في علم الأحياء في مطلع القرنين الثامن عشر والتاسع عشر.

تم إنشاء النظريات التطورية الأولى من قبل اثنين من العلماء العظماء في القرن التاسع عشر - ج. لامارك وسي. داروين.

ابتكر جان بابتيست لامارك وتشارلز روبرت داروين نظريات تطورية معاكسة في الهيكل وطبيعة الجدل والاستنتاجات الرئيسية. كما تطورت مصائرهم التاريخية بشكل مختلف. لم يتم قبول نظرية لامارك على نطاق واسع من قبل معاصريه ، بينما أصبحت نظرية داروين أساس العقيدة التطورية. في الوقت الحاضر ، تستمر كل من الداروينية واللاماركية في التأثير على المفاهيم العلمية ، وإن كان ذلك بطرق مختلفة.

في عام 1809 ، نُشر كتاب لامارك "فلسفة علم الحيوان" ، والذي أوجز أول نظرية شاملة لتطور العالم العضوي.

قدم لامارك في هذا الكتاب إجابات على الأسئلة التي تواجه نظرية التطور من خلال الاستنتاجات المنطقية من بعض الافتراضات التي تبناها. كان أول من حدد اثنين من أكثر الاتجاهات العامة للتطور: التطور الصاعد من أبسط أشكال الحياة إلى أشكال أكثر تعقيدًا وكاملة ، وتكوين تكيفات في الكائنات الحية اعتمادًا على التغيرات في البيئة الخارجية (التطور ") عموديًا "و" أفقيًا "). كان لامارك من أوائل علماء الطبيعة الذين طوروا فكرة تطور العالم العضوي إلى مستوى النظرية.

أدرج لامارك في تعليمه فهمًا نوعيًا جديدًا لدور البيئة في تطوير الأشكال العضوية ، وتفسير البيئة الخارجية على أنها عامل مهم، شرط التطور.

يعتقد لامارك أن التطور التاريخي للكائنات الحية ليس عرضيًا ، ولكنه طبيعي بطبيعته ويحدث في اتجاه التحسين التدريجي والثابت. دعا لامارك هذا الارتفاع مستوى عاممنظمات التدرج.

اعتبر لامارك أن القوة الدافعة للتدرجات هي "رغبة الطبيعة في التقدم" ، "الرغبة في الكمال" المتأصلة في جميع الكائنات الحية والتي وضعها الخالق فيها. في نفس الوقت ، الكائنات الحية قادرة على الاستجابة بشكل مناسب لأي تغييرات. الظروف الخارجيةالتكيف مع الظروف البيئية. حدد لامارك هذا الحكم في قانونين:

1) يتطور العضو المستخدم بشكل نشط بشكل مكثف ، ويختفي العضو غير الضروري ؛

2) يتم الحفاظ على التغييرات التي تكتسبها الكائنات الحية مع الاستخدام الفعال لبعض الأعضاء وعدم استخدام البعض الآخر في النسل.

يتم النظر إلى دور البيئة في تطور الكائنات بشكل مختلف من خلال مجالات التعليم التطوري المختلفة.

بالنسبة للاتجاهات في العقيدة التطورية التي تعتبر التطور التاريخي للحياة البرية بمثابة تكيف مباشر للكائنات مع البيئة ، يتم استخدام اسم شائع - التولد الخارجي (من الكلمات اليونانية "الخارج ، الخارج" و "الظهور والتكوين"). يعتبر مؤيدو التولد الخارجي أن التطور هو عملية تكيف مباشر للكائنات مع البيئة وتجميع بسيط للتغييرات التي تكتسبها الكائنات الحية تحت تأثير البيئة.

تتحد التعاليم التي تشرح تطور الكائنات الحية بفعل العوامل الداخلية غير المادية فقط ("مبدأ الكمال" ، "قوة النمو" ، إلخ) باسم شائع - التولد الذاتي.

تعتبر هذه التعاليم تطور الطبيعة الحية كعملية مستقلة عن الظروف الخارجية ، موجهة ومنظمة. العوامل الداخلية. التولد الذاتي هو عكس التولد الخارجي.

يقترب التولد الذاتي من الحيوية - مجموعة من التيارات في علم الأحياء ، والتي بموجبها يتم تفسير ظواهر الحياة من خلال وجود قوة خارقة للطبيعة غير ملموسة في الكائنات الحية ("قوة الحياة" ، "الروح" ، "entelechy" ، "archaeus") التي تتحكم هذه الظواهر. الحيوية - من اللات. "حيوي" - يشرح الظواهر الحيوية بفعل مبدأ خاص غير مادي.

بطريقتها الخاصة ، تطورت فكرة تطور العالم العضوي في نظرية الكوارث.

كتب عالم الأحياء الفرنسي جورج كوفييه (1769-1832):

"لقد هزت الحياة أرضنا مرارًا وتكرارًا بأحداث مروعة. وأصبح عدد لا يحصى من الكائنات الحية ضحايا لكوارث: فقد ابتلعت الفيضانات البعض ، سكان الأرض ، والبعض الآخر ، الذين سكنوا أحشاء المياه ، ووجدوا أنفسهم على الأرض جنبًا إلى جنب مع في قاع البحر المرتفع فجأة ، اختفت أعراقهم إلى الأبد ، ولم يتبق سوى عدد قليل من البقايا في العالم ، بالكاد يمكن رؤيتها لعلماء الطبيعة.

تطوير مثل هذه الآراء ، أصبح كوفييه مؤسس نظرية الكوارث - وهو مفهوم ظهرت فيه فكرة التطور البيولوجي كمشتق للفكرة الأكثر عمومية لتطور العمليات الجيولوجية العالمية.

تنطلق نظرية الكوارث (الكارثة) من أفكار حول وحدة الجوانب الجيولوجية والبيولوجية للتطور.

في نظرية الكوارث ، يتم شرح تقدم الأشكال العضوية من خلال التعرف على ثبات الأنواع البيولوجية الفردية.

عارض مؤيدو مفهوم الكارثة مفهوم آخر للتطور ، والذين ركزوا أيضًا بشكل أساسي على القضايا الجيولوجية ، لكنهم انطلقوا من فكرة هوية العمليات الجيولوجية الحديثة والقديمة - مفهوم التوحيد.

تم تطوير التوحيد تحت تأثير نجاحات الميكانيكا الكلاسيكية ، والميكانيكا السماوية في المقام الأول ، وعلم الفلك المجري ، والأفكار حول اللانهاية واللانهاية للطبيعة في المكان والزمان. في النصف الأول من القرن الثامن عشر من القرن التاسع عشر ، تم تطوير مفهوم التوحيد من قبل J. Hutton و C. Lyell و M.V. Lomonosov و K. الطبيعة ، ثباتها طوال تاريخ الأرض ؛ غياب كل أنواع الاضطرابات والقفزات في تاريخ الأرض ؛ جمع الانحرافات الصغيرة على مدى فترات زمنية طويلة ؛ إمكانية عكس الظواهر وإنكار التقدم في التنمية.

تشارلز داروين في عمله الرئيسي "أصل الأنواع بواسطة الانتقاء الطبيعي"(1859) ، الذي يلخص المادة التجريبية للبيولوجيا المعاصرة وممارسات التربية ، باستخدام نتائج ملاحظاته الخاصة أثناء الرحلات ، والإبحار حول السفينة بيغل ، وكشف عن العوامل الرئيسية في تطور العالم العضوي. في كتاب" التغيير في الحيوانات الأليفة والنباتات المزروعة "(ر .1-2 ، 1868) قدم مادة وقائعية إضافية للعمل الرئيسي. في كتاب" أصل الإنسان والاختيار الجنسي "(1871) ، طرح فرضية أصل رجل من سلف يشبه القرد.

في قلب نظرية داروين توجد خاصية الكائنات الحية لتكرار في عدد من الأجيال أنواعًا متشابهة من التمثيل الغذائي والتطور الفردي بشكل عام - خاصية الوراثة.

الوراثة ، إلى جانب التباين ، تضمن ثبات أشكال الحياة وتنوعها وتكمن وراء تطور الطبيعة الحية.

أحد المفاهيم الأساسية لنظريته في التطور - مفهوم "النضال من أجل الوجود" - استخدم داروين للدلالة على العلاقة بين الكائنات الحية ، وكذلك العلاقة بين الكائنات الحية والظروف اللاأحيائية ، مما يؤدي إلى موت الأقل تكيفًا و بقاء الأفراد الأكثر تكيفًا.

يعكس مفهوم "النضال من أجل الوجود" الحقائق القائلة بأن كل نوع ينتج أفرادًا أكثر مما ينتجه حتى مرحلة البلوغ ، وأن كل فرد ، خلال حياته ، يدخل في العديد من العلاقات مع الكائنات الحية و العوامل غير الحيويةبيئة.

حدد داروين شكلين رئيسيين للتنوع:

تباين معين - قدرة جميع الأفراد من نفس النوع في ظروف بيئية معينة على الاستجابة بنفس الطريقة لهذه الظروف (المناخ ، التربة) ؛

تقلبات غير مؤكدة ، طبيعتها لا تتوافق مع التغيرات في الظروف الخارجية.

في المصطلحات الحديثة ، يسمى التباين غير المحدود طفرة.

الطفرة - التباين غير المحدود ، على عكس متغير معين ، هو وراثي. وفقًا لداروين ، تم تضخيم التغييرات الطفيفة في الجيل الأول في الجيل التالي. أكد داروين أن التباين غير المحدد على وجه التحديد هو الذي يلعب دورًا حاسمًا في التطور. عادة ما يكون مرتبطًا بطفرات ضارة ومحايدة ، ولكن من الممكن أيضًا أن تكون هذه الطفرات واعدة.

النتيجة الحتمية للصراع من أجل الوجود والتنوع الوراثي للكائنات الحية ، وفقًا لداروين ، هي عملية البقاء والتكاثر للكائنات الأكثر تكيفًا مع الظروف البيئية ، والموت في سياق تطور غير متكيف - الانتقاء الطبيعي.

تعمل آلية الانتقاء الطبيعي في الطبيعة بشكل مشابه للمربين ، أي إنه يضيف فروقًا فردية غير مهمة وغير محدودة ويشكل منها التكيفات اللازمة في الكائنات الحية ، وكذلك الاختلافات بين الأنواع. هذه الآلية تتجاهل الأشكال غير الضرورية وتشكل أنواعًا جديدة.

في زمن داروين ، كان يُنظر إلى الوراثة على أنها شيء الملكية المشتركةالكائن الحي المتأصل فيه ككل. في هذا الصدد ، دخل المهندس الاسكتلندي فليمنج جينكين في تاريخ علم الأحياء من خلال إثارة الاعتراضات على نظرية داروين. كان يعتقد أن الجديد ميزات مفيدةيجب أن يختفي بعض الأفراد من هذا النوع بسرعة عند عبورهم مع أفراد آخرين أكثر عددًا.

داروين نفسه اعتبر اعتراضات جنكين خطيرة للغاية ، وأطلق عليها اسم "كابوس جينكين". تم دحض هذه الاعتراضات فقط عندما أصبح من الواضح أن جهاز الوراثة يتكون من وحدات هيكلية ووظيفية منفصلة - الجينات.

في عام 1865 تم نشر نتائج العمل على تهجين أصناف البازلاء حيث تم اكتشاف أهم قوانين الوراثة. أظهر مؤلف هذه الأعمال ، الباحث التشيكي جريجور مندل ، أن خصائص الكائنات الحية تحددها عوامل وراثية منفصلة. ومع ذلك ، ظلت هذه الأعمال غير معروفة عمليًا لما يقرب من 35 عامًا - من 1865 إلى 1900.

في عام 1900 ، أعيد اكتشاف قوانين مندل بشكل مستقل من قبل ثلاثة علماء في وقت واحد - G. de Vries في هولندا ، K. Korrens في ألمانيا و E. Chermak في النمسا.

لذلك ، تم اكتشاف الميول الوراثية المنفصلة في عام 1865 من قبل مندل. في عام 1909 ، أطلق عليها العالم الدنماركي في. جوهانسن اسم الجينات (من الكلمة اليونانية التي تعني "الأصل"). حتى الآن ، ثبت أن الجين هو وحدة من مادة وراثية مسؤولة عن تكوين بعض السمات الأولية ، أي وحدة المعلومات الوراثية - جزء من جزيء DNA (أو RNA في بعض الفيروسات) من الكروموسوم.

الكروموسومات هي العناصر الهيكلية لنواة الخلية ، والتي تتكون من جزيء DNA والبروتينات ، وتحتوي على مجموعة من الجينات مع معلومات وراثية. تم تطوير نظرية الكروموسوم للوراثة في عام 1910-1915 في أعمال A. يجادل ميلر وآخرون بأن نقل علامات وخصائص الكائن الحي من جيل إلى جيل (وراثة) يتم بشكل أساسي من خلال الكروموسومات التي توجد فيها الجينات.

في عام 1944 ، وجد علماء الكيمياء الحيوية الأمريكيون (O. Avery وآخرون) أن الحمض النووي هو الناقل لممتلكات الوراثة. منذ ذلك الوقت ، بدأ التطور السريع للعلم ، والتحقيق في المظاهر الرئيسية للحياة المستوى الجزيئي. في الوقت نفسه ، ولأول مرة ، ظهر مصطلح جديد للإشارة إلى هذا العلم - البيولوجيا الجزيئية.

تدرس البيولوجيا الجزيئية كيف وإلى أي مدى يتم تحديد نمو وتطور الكائنات الحية ، وتخزين المعلومات الوراثية ونقلها ، وتحويل الطاقة في الخلايا الحية ، والظواهر الأخرى من خلال بنية وخصائص الجزيئات المهمة بيولوجيًا (بشكل أساسي البروتينات والنووية الأحماض).

في عام 1953 ، تم فك شفرة بنية الحمض النووي (F. Crick ، ​​D. Watson). أظهر فك تشفير بنية الحمض النووي أن جزيء الحمض النووي يتكون من سلسلتين متكاملتين متعدد النوكليوتيد ، يعمل كل منهما كقالب لتركيب سلاسل مماثلة جديدة. توفر خاصية مضاعفة الحمض النووي ظاهرة الوراثة.

كان فك شفرة بنية الحمض النووي ثورة في البيولوجيا الجزيئية التي كانت إيذانا ببدء تلك الفترة الاكتشافات الكبرى, اتجاه عاموالتي - تطوير الأفكار حول جوهر الحياة ، وطبيعة الوراثة ، والتنوع ، والتمثيل الغذائي ، وما إلى ذلك.

وفقًا للبيولوجيا الجزيئية ، فإن البروتينات هي جزيئات كبيرة معقدة للغاية ، اللبناتوهي أحماض أمينية. يتم تحديد بنية البروتين من خلال تسلسل الأحماض الأمينية المكونة له. في الوقت نفسه ، من أصل 100 معروف الكيمياء العضويةيتم استخدام عشرين حمضًا أمينيًا فقط في تكوين البروتينات لجميع الكائنات الحية. لا يزال من غير الواضح سبب تصنيع هذه الأحماض الأمينية العشرين لبروتينات العالم العضوي. بشكل عام ، يوجد في أي كائن حي على الأرض 20 حمضًا أمينيًا و 5 قواعد و 2 كربوهيدرات و 1 فوسفات.

أساس النظام الكامل للبيولوجيا التطورية الحديثة هو النظرية التركيبية للتطور ، والتي تم وضع أحكامها الأساسية من خلال أعمال س.

الخلية الأولية للنظرية التركيبية للتطور هي مجموعة - مجموعة من الأفراد من نفس النوع ، يشغلون مساحة معينة لفترة طويلة ويتكاثرون على مدى فترة من الزمن. عدد كبيرأجيال. الجين هو الوحدة الأساسية للوراثة. يتم إجراء التغيير الوراثي للسكان في أي اتجاه معين تحت تأثير العوامل التطورية مثل عملية الطفرة ، وموجات السكان ، والعزلة ، والانتقاء الطبيعي.

وهكذا ، في النظرية التركيبية للتطور ، لا يأتي التولد إلى المقدمة - مجموعة من التحولات التي تحدث في الجسم من الولادة إلى نهاية الحياة ، أي. التطور الفردي للكائن الحي ، ولكن تطور السكان.

يرتبط المستوى الجيني لتنظيم الحياة على الأرض بالنشاط الحيوي للأفراد البيولوجيين الفرديين ، والأفراد المنفصلين ، ومستوى السكان فوق الفرد.

السكان عبارة عن مجموعة من الأفراد من نفس النوع الذين يسكنون منطقة معينة ، معزولين إلى حد ما عن المجموعات المجاورة من نفس النوع.

الأنواع هي أنظمة السكان. السكان والأنواع كتكوينات فوق فردية قادرة على الوجود طويل الأمد والتطور التطوري المستقل.

السكان أنظمة جينية مفتوحة ، منذ ذلك الحين يتزاوج أفراد من مجموعات سكانية مختلفة في بعض الأحيان. الأنواع هي أصغر الأنظمة المغلقة وراثيًا أنواع مختلفةالكائنات الحية تسمى التكاثر الحيوي.

التكاثر الحيوي - مجموعة من النباتات والحيوانات والفطريات والكائنات الحية الدقيقة التي تعيش في منطقة من البيئة ذات ظروف وجود متجانسة إلى حد ما وتتميز بعلاقات معينة فيما بينها والقدرة على التكيف مع الظروف البيئية (على سبيل المثال ، التكاثر الحيوي للبحيرة والغابات وما إلى ذلك). مجموعة من النباتات في موقع له نفس الظروف الطبيعية التي تتفاعل مع بعضها البعض ومع بيئتها تسمى التكاثر النباتي أو مجتمع النبات. المجتمع النباتي (التكاثر النباتي) هو مجموعة من الأنواع النباتية في منطقة متجانسة لها علاقات معقدة مع بعضها البعض ومع ظروف بيئية (غابة ، سهوب ، مرج ، إلخ). يتميز التكاثر النباتي بتكوين أنواع معينة وهيكلها وتكوينها. التكاثر النباتي هو جزء من التكاثر الحيوي.

يتم تضمين Biocenoses كما الأجزاء المكونةفي المزيد أنظمة معقدة، وهي عبارة عن مجمع مترابط من المكونات الحية وغير الحيوية المترابطة من خلال التمثيل الغذائي والطاقة - في التكاثر الحيوي.

التكاثر الحيوي هو منطقة متجانسة من سطح الأرض مع تكوين معين من الكائنات الحية (التكاثر الحيوي) وخامل غير حيوي (الطبقة الأرضية من الغلاف الجوي ، طاقة شمسية، والتربة ، وما إلى ذلك) المكونات والتفاعل الديناميكي فيما بينها (التمثيل الغذائي والطاقة). تم اقتراح المصطلح من قبل V.M. Sukachev (1940). في بعض الأحيان يستخدم هذا المصطلح كمرادف للنظام البيئي. يسمى فرع علم الأحياء الذي يدرس النظم البيئية (التكاثر الحيوي ، التكاثر الحيوي) علم الجيولوجيا الحيوية.

في تطوير النظم البيئية ، تلعب الكائنات الحية القادرة على تصنيع المواد العضوية بشكل مستقل دورًا مهمًا المركبات غير العضوية. تسمى هذه الكائنات ذاتية التغذية.

Autotrophs هي كائنات حية توليف مواد غير عضوية(الماء وثاني أكسيد الكربون ومركبات النيتروجين غير العضوية) كلها ضرورية للحياة المواد العضوية، باستخدام طاقة التمثيل الضوئي (جميع النباتات الخضراء هي فوتوتروفس) أو التخليق الكيميائي (بعض البكتيريا هي كيميائية التغذية).

تعمل التغذية الذاتية كأساس حيوي أولي لتشكيل التكاثر الحيوي.

الكائنات التي تستخدم المواد العضوية التي تنتجها الكائنات الحية الأخرى للتغذية تسمى الكائنات غيرية التغذية. الكائنات غيرية التغذية تشمل البشر وجميع الحيوانات والفطريات ومعظم البكتيريا والفيروسات.

تمثل النباتات والكائنات الدقيقة ذاتية التغذية البيئة المعيشية للكائنات غيرية التغذية. يتم تكوين مجمع التكاثر الحيوي الذي يمكن أن يوجد لعدة قرون.

يُطلق على الفضاء ، بما في ذلك الغلاف الجوي القريب من الأرض والقشرة الخارجية للأرض ، الذي تتقنه الكائنات الحية وتتأثر بنشاطها الحيوي ، المحيط الحيوي.

يتكون المحيط الحيوي للأرض من مجموعة كاملة من التكوينات الحيوية المترابطة عن طريق تداول المواد والطاقة. إنه يمثل المنطقة الحياة النشطةتغطية الجزء السفليالغلاف الجوي والغلاف المائي و الجزء العلويالغلاف الصخري. في المحيط الحيوي ، ترتبط الكائنات الحية وموائلها عضويًا وتتفاعل مع بعضها البعض ، وتشكل نظامًا ديناميكيًا متكاملًا. تم تقديم مصطلح "المحيط الحيوي" في عام 1875 بواسطة E. Suess. تم إنشاء عقيدة المحيط الحيوي كصدفة نشطة للأرض ، حيث يظهر النشاط المشترك للكائنات الحية (بما في ذلك البشر) كعامل جيوكيميائي للمقياس الكوكبي وأهميته ، بواسطة VI Vernadsky (1926).

علم أصل وتطور الإنسان ، وتكوين الأجناس البشرية والاختلافات الطبيعية الهيكل الماديالرجل يسمى الأنثروبولوجيا.

تشكلت الأنثروبولوجيا كعلم مستقل في منتصف القرن التاسع عشر. الأقسام الرئيسية للأنثروبولوجيا: مورفولوجيا الإنسان ، عقيدة التكوُّن البشري ، علم العرق.

تسمى عملية التكوين التاريخي والتطوري للنوع الجسدي للشخص ، والتطور الأولي لنشاط عمله ، والكلام ، والمجتمع ، التكوُّن البشري أو التكوُّن البشري.

بدأت دراسة مشاكل تكوين الإنسان في القرن الثامن عشر. حتى ذلك الوقت ، سادت فكرة أن الإنسان والأمم كانت دائمًا ولا تزال كما خلقها الخالق. ومع ذلك ، فإن فكرة التنمية والتطور ، بما في ذلك ما يتعلق بالإنسان والمجتمع ، تم التأكيد عليها تدريجياً في العلم والثقافة والوعي العام.

ومع ذلك ، حتى لامارك لم يجرؤ على الوصول إلى نهايتها المنطقية بفكرة تطور الحيوانات والإنسان وإنكار دور الله في أصل الإنسان (في فلسفة علم الحيوان ، كتب عن أصل مختلف للإنسان. من الحيوانات فقط).

لعبت أفكار داروين دورًا ثوريًا في نظرية تكوين الإنسان. كتب: "من لا ينظر ، مثل المتوحش ، إلى ظاهرة الطبيعة كشيء غير متماسك ، لم يعد يعتقد أن الإنسان كان ثمرة فعل منفصل للخلق".

الإنسان هو كائن بيولوجي وكائن اجتماعي ، لذلك يرتبط تكوين الإنسان ارتباطًا وثيقًا بالتكوين الاجتماعي ، ويمثل في الواقع عملية واحدة للتكوين البشري.

يتم توفير تخزين ونقل المعلومات الوراثية في الكائنات الحية بواسطة البوليمرات العضوية الطبيعية - الأحماض النووية. هناك نوعان منها - الحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين (DNA) والحمض النووي الريبي (RNA). يتضمن تكوين الحمض النووي القواعد النيتروجينية (الأدينين (A) ، الجوانين (G) ، الثايمين (T) ، السيتوزين (C)) ، deoxyribose C5H10O4 وبقايا حمض الفوسفوريك. يحتوي RNA على uracil (U) بدلاً من الثايمين ، و ribose (C5H10O5) بدلاً من deoxyribose. مونومرات الحمض النووي والحمض النووي الريبي هي نيوكليوتيدات ، والتي تتكون من قواعد النيتروجين والبيورين (الأدينين والجوانين) والبيريميدين (اليوراسيل والثايمين والسيتوزين) ، وبقايا حمض الفوسفوريك والكربوهيدرات (الريبوز و الديوكسيريبوز).

توجد جزيئات الحمض النووي في كروموسومات نواة خلية الكائنات الحية ، في الهياكل المكافئة للميتوكوندريا ، والبلاستيدات الخضراء ، وفي الخلايا بدائية النواة وفي العديد من الفيروسات. يشبه جزيء الحمض النووي في هيكله الحلزون المزدوج. تم اقتراح النموذج الهيكلي للحمض النووي في شكل حلزون مزدوج لأول مرة في عام 1953 من قبل عالم الكيمياء الحيوية الأمريكي J. Watson (مواليد 1928) وعالم الفيزياء الحيوية وعالم الوراثة الإنجليزي F. عالم الفيزياء الحيوية الإنجليزي م.ويلكنسون (مواليد 1916) الذي تلقى أشعة سينية للحمض النووي ، جائزة نوبل 1962

ترتبط النيوكليوتيدات في سلسلة من خلال روابط تساهمية. يتم دمج سلاسل النيوكليوتيدات المتكونة بهذه الطريقة في جزيء DNA واحد بطول كامل بواسطة روابط هيدروجينية: يتم توصيل نيوكليوتيد الأدينين لسلسلة واحدة بنوكليوتيد الثايمين في السلسلة الأخرى ، ونيوكليوتيد الغوانين بالسيتوزين. في هذه الحالة ، يتعرف الأدينين دائمًا على الثايمين فقط ويرتبط به والعكس صحيح. يتكون زوج مماثل من الجوانين والسيتوزين. تسمى أزواج القواعد هذه ، مثل النيوكليوتيدات ، مكملة ، ويطلق على مبدأ تكوين جزيء DNA مزدوج الشريطة مبدأ التكامل. عدد أزواج النوكليوتيدات ، على سبيل المثال ، في جسم الإنسان هو 3 - 3.5 مليار.

الحمض النووي هو مادة حاملة للمعلومات الوراثية ، والتي يتم ترميزها بواسطة سلسلة من النيوكليوتيدات. يحدد ترتيب أربعة أنواع من النيوكليوتيدات في سلاسل الحمض النووي تسلسل الأحماض الأمينية في جزيئات البروتين ، أي هيكلهم الأساسي. تعتمد خصائص الخلايا والخصائص الفردية للكائنات الحية على مجموعة من البروتينات. تشكل مجموعة معينة من النيوكليوتيدات التي تحمل معلومات حول بنية البروتين ، وتسلسل موقعها في جزيء الحمض النووي ، الشفرة الجينية. الجين (من الجنس اليوناني - الجنس ، الأصل) - وحدة من المواد الوراثية المسؤولة عن تكوين أي سمة. يحتل جزءًا من جزيء الحمض النووي الذي يحدد بنية جزيء بروتين واحد. مجموعة الجينات الموجودة في مجموعة واحدة من الكروموسومات كائن معين، يسمى الجينوم ، والتكوين الجيني للكائن الحي (مجموع جميع جيناته) يسمى النمط الجيني. يؤدي انتهاك تسلسل النوكليوتيدات في سلسلة الحمض النووي ، وبالتالي في التركيب الوراثي ، إلى تغييرات وراثية في طفرات الجسم.

الشيفرة الجينية لها خصائص مذهلة. العنصر الرئيسي هو ثلاثي: حمض أميني واحد مشفر بثلاثة نيوكليوتيدات متجاورة - ثلاثية تسمى كودون. يرمز كل كودون لحمض أميني واحد فقط. أخرى لا تقل خاصية مهمة- الرمز هو نفسه لجميع أشكال الحياة على الأرض. هذا العقار الكود الجينيجنبًا إلى جنب مع تشابه تركيبة الأحماض الأمينية لجميع البروتينات ، تشير إلى الوحدة الكيميائية الحيوية للحياة ، والتي ، على ما يبدو ، تعكس أصل جميع الكائنات الحية من سلف واحد.

تتميز جزيئات الحمض النووي بخاصية مضاعفة مهمة - تشكيل حلزون مزدوج متطابق ، كل منهما مطابق للجزيء الأصلي. تسمى هذه العملية لتكرار جزيء DNA عملية النسخ المتماثل. يتضمن النسخ المتماثل كسر القديم وتشكيل روابط هيدروجينية جديدة توحد سلاسل النيوكليوتيدات. في بداية النسخ المتماثل ، تبدأ السلسلتان القديمتان في الاسترخاء والانفصال عن بعضهما البعض. بعد ذلك ، وفقًا لمبدأ التكامل ، يتم إضافة سلاسل جديدة إلى السلسلتين القديمتين. هذا يشكل اثنين من الحلزون المزدوج متطابق. يوفر النسخ المتماثل نسخة دقيقة من المعلومات الجينية الموجودة في جزيئات الحمض النووي ويمررها من جيل إلى جيل.

عشية اكتشاف بنية جزيء الحمض النووي ، اعتقد علماء الأحياء المشهورون أن العلم سيكون قادرًا على غزو الجهاز الوراثي ، وأكثر من ذلك للتلاعب به ، فقط في القرن الحادي والعشرين. ومع ذلك ، على الرغم من تعقيد بنية وخصائص المواد الوراثية ، بالفعل في نهاية القرن العشرين. ولد فرع جديد من البيولوجيا الجزيئية وعلم الوراثة - الهندسة الوراثية ، وتتمثل مهمتها الرئيسية في تصميم مجموعات جديدة من الجينات غير الموجودة في الطبيعة. في في الآونة الأخيرةهذا الفرع يسمى تكنولوجيا الجينات. إنه يفتح فرصًا لتربية أنواع جديدة من النباتات المزروعة وسلالات حيوانية عالية الإنتاجية ، مما يخلق فعالية أدويةإلخ.

أظهرت الدراسات الحديثة أن المواد الوراثية لا تتقدم في العمر. التحليل الجينيفعال حتى عندما تنتمي جزيئات الحمض النووي إلى أجيال بعيدة جدًا. في الآونة الأخيرة نسبيًا ، تم تحديد المهمة لتحديد من يملك الرفات التي تم العثور عليها في مقبرة بالقرب من يكاترينبرج. هل هي العائلة المالكة التي تم إطلاق النار عليها في هذه المدينة عام 1918؟ أم الصدفة العمياء التي جمعت في قبر واحد بنفس عدد بقايا الذكور والإناث؟ بعد كل شيء ، في السنوات حرب اهليةمات الملايين ... تم إرسال عينات من الرفات إلى مركز اللغة الإنجليزية فحص الطب الشرعي- تراكمت بالفعل تجربة رائعةتحليل الجينات. من أنسجة العظامقام الباحثون بعزل جزيئات الحمض النووي وتحليلها. ثبت بدقة 99٪ أن مجموعة الدراسة تحتوي على رفات أب وأم وبناتهم الثلاث. لكن ربما هذه ليست العائلة المالكة؟ كان من الضروري إثبات علاقة البقايا التي تم العثور عليها بأفراد العائلة المالكة الإنجليزية ، والتي ترتبط بها عائلة رومانوف بعلاقات عائلية وثيقة إلى حد ما. أكد التحليل علاقة الموتى بالعائلة الملكية الإنجليزية ، وخلصت خدمة الفحص الطبي الشرعي إلى أن البقايا التي تم العثور عليها بالقرب من يكاترينبورغ تنتمي إلى العائلة الملكيةرومانوف.

واحدة من عجائب الطبيعة هي الفردية الفريدة لكل شخص يعيش على الأرض. كتب O. Mandelstam: "لا تقارن - الحياة لا تضاهى". العلماء لفترة طويلةلم يكن من الممكن العثور على مفتاح حل شخصية الفرد. من المعروف الآن أن جميع المعلومات حول بنية وتطور الكائن الحي "مسجلة" في جينومها. الكود الجيني ، على سبيل المثال ، لون العين البشرية يختلف عن الكود الجيني للون عين الأرنب ، ولكن في أناس مختلفونله نفس البنية ويتكون من نفس تسلسل الحمض النووي.

يلاحظ العلماء مجموعة كبيرة ومتنوعة من البروتينات التي تُبنى منها الكائنات الحية ، وتوحيدًا مذهلاً للجينات التي ترميزها. بالطبع ، في جينوم كل شخص يجب أن يكون هناك بعض المجالات التي تحدد شخصيته. توج بحث طويل بالنجاح - في عام 1985 ، تم اكتشاف مناطق خاصة متغيرة للغاية ، أقمار صناعية صغيرة ، في الجينوم البشري. لقد اتضح أنهم فرديون جدًا لكل شخص بحيث أصبح من الممكن بمساعدتهم الحصول على نوع من "صورة" الحمض النووي الخاص به ، أو بالأحرى ، جينات معينة. كيف تبدو هذه "الصورة"؟ هذا مزيج معقد من الخطوط الداكنة والفاتحة ، على غرار طيف غير واضح قليلاً ، أو لوحة مفاتيح ذات مفاتيح داكنة وفاتحة بسماكات مختلفة. هذا المزيج من الخطوط يسمى بصمات الحمض النووي عن طريق القياس ببصمات الأصابع.

تعتمد التكنولوجيا الحيوية على استخدام الكائنات الحية و العمليات البيولوجيةفي الإنتاج الصناعي. على أساسها ، تم إتقان الإنتاج الضخم للبروتينات الاصطناعية والمغذيات والعديد من المواد الأخرى. يتم تطوير التوليف الميكروبيولوجي للإنزيمات والفيتامينات والأحماض الأمينية والمضادات الحيوية وما إلى ذلك بنجاح. باستخدام تقنيات الجينات والمواد العضوية الحيوية الطبيعية ، المركبة بيولوجيا المواد الفعالة - مستحضرات هرمونيةوالمركبات التي تحفز جهاز المناعة.

لزيادة إنتاج الغذاء ، هناك حاجة إلى مواد اصطناعية تحتوي على بروتينات ضرورية للنشاط الحيوي للكائنات الحية. بفضل التقدم الكبير في التكنولوجيا الحيوية ، العديد من الاصطناعية العناصر الغذائية، في العديد من الخصائص تتفوق على المنتجات ذات الأصل الطبيعي.

تجعل التكنولوجيا الحيوية الحديثة من الممكن تحويل نفايات الخشب والقش والمواد النباتية الأخرى إلى بروتينات مغذية قيمة. يتضمن عملية التحلل المائي للمنتج الوسيط - السليلوز - وتحييد الجلوكوز الناتج بإدخال الأملاح. محلول الجلوكوز الناتج هو ركيزة مغذية للكائنات الحية الدقيقة - فطريات الخميرة. نتيجة للنشاط الحيوي للكائنات الدقيقة ، يتم تكوين مسحوق بني فاتح - منتج غذائي عالي الجودة يحتوي على حوالي 50 ٪ من البروتين الخام والفيتامينات المختلفة. يمكن أيضًا استخدام المحاليل المحتوية على السكر مثل العنب الأسود وسوائل الكبريتيت من إنتاج اللب كوسط مغذي للخميرة.

تقوم بعض أنواع الفطريات بتحويل الزيت وزيت الوقود والغاز الطبيعي إلى كتلة حيوية غذائية ، غني بالبروتينات. وبالتالي ، يمكن الحصول على 10 أطنان من الكتلة الحيوية للخميرة تحتوي على 5 أطنان من البروتين النقي و 90 طنًا من وقود الديزل من 100 طن من زيت الوقود الخام. يتم إنتاج نفس الكمية من الخميرة من 50 طنًا من الخشب الجاف أو 30 ألف متر مكعب من الغاز الطبيعي. لإنتاج هذه الكمية من البروتين يتطلب قطيعًا من 10000 بقرة ، وللحفاظ عليها ، هناك حاجة إلى مساحات شاسعة من الأراضي الصالحة للزراعة. الإنتاج الصناعيالبروتينات مؤتمتة بالكامل ، وتنمو مزارع الخميرة آلاف المرات أسرع من نموها الكبير ماشية. يتيح لك طن واحد من الخميرة الغذائية الحصول على حوالي 800 كجم من لحم الخنزير و 1.5-2.5 طن من الدواجن أو 15-30 ألف بيضة وتوفير ما يصل إلى 5 أطنان من الحبوب.

تشمل بعض أنواع التكنولوجيا الحيوية عمليات التخمير. التخمير الكحولي معروف منذ العصر الحجري - تم تخمير حوالي 20 نوعًا من البيرة في بابل القديمة. منذ قرون ، بدأ الإنتاج الضخم المشروبات الكحولية. إنجاز مهم آخر في علم الأحياء الدقيقة هو تطوير البنسلين في عام 1947. بعد عامين ، تم الحصول على الأحماض الأمينية لأول مرة على أساس حمض الجلوتاميك عن طريق التخليق الحيوي. حتى الآن ، تم إنشاء إنتاج المضادات الحيوية ومكملات الفيتامينات والبروتين للمنتجات الغذائية ومنشطات النمو والأسمدة البكتريولوجية ومنتجات وقاية النبات وما إلى ذلك.

باستخدام الحمض النووي المؤتلف ، كان من الممكن تصنيع الإنزيمات وبالتالي توسيع نطاقها في التكنولوجيا الحيوية. أصبح من الممكن إنتاج العديد من الإنزيمات بتكلفة منخفضة نسبيًا. من المعروف أن الكائنات الحية الدقيقة تقوم بتحويل الجلوكوز إلى العديد من الفوائد المنتجات الكيماوية. ومع ذلك ، في كثير من الأحيان يتم استهلاك هذه المواد الخام النباتية مثل منتجات الطعام. للتخمير ، يمكن استخدام الكتلة الحيوية في شكل نفايات من الزراعة و الحراجة. ومع ذلك ، فإنه يحتوي على اللجنين ، الذي يمنع التحلل البيولوجي وتخمير مكونات السليلوز. لذلك ، يجب أولاً تنظيف الكتلة الحيوية الطبيعية من اللجنين.

يرتبط تطوير التقنيات الحيوية بتعديل الجهاز الوراثي للأنظمة الحية.

تعتمد تقنيات الجينات على طرق البيولوجيا الجزيئية وعلم الوراثة المرتبطة بالبناء الهادف لتركيبات جديدة من الجينات غير الموجودة في الطبيعة. نشأت التقنيات الجينية في أوائل السبعينيات. كما تسمى تقنيات الحمض النووي المؤتلف الهندسة الوراثية. العملية الرئيسية لتكنولوجيا الجينات هي استخراج الجينات من خلايا الجسم المنتج المطلوب، أو مجموعات من الجينات وتوليفها مع جزيئات DNA القادرة على التكاثر في خلايا كائن حي آخر. على ال المرحلة الأوليةتطوير تقنيات الجينات ، تم الحصول على عدد من المركبات النشطة بيولوجيًا - الأنسولين ، والإنترفيرون ، وما إلى ذلك. تجمع تقنيات الجينات الحديثة بين كيمياء الأحماض النووية والبروتينات ، وعلم الأحياء الدقيقة ، وعلم الوراثة ، والكيمياء الحيوية ، وتفتح طرقًا جديدة لحل العديد من مشاكل التكنولوجيا الحيوية ، الطب والزراعة.

الهدف الرئيسي لتكنولوجيا الجينات هو تعديل الحمض النووي عن طريق ترميزه لإنتاج بروتين بالخصائص المرغوبة. تتيح الأساليب التجريبية الحديثة تحليل وتحديد أجزاء الحمض النووي والخلايا المعدلة وراثيًا التي تم إدخال الحمض النووي المطلوب إليها. يتم تنفيذ العمليات الكيميائية المستهدفة على الكائنات البيولوجية ، والتي هي أساس التقنيات الجينية.

تكنولوجيا الجينات أدت إلى التطور الأساليب الحديثةتحليل الجينات والجينومات ، وهم بدورهم في التوليف ، أي لبناء كائنات دقيقة جديدة معدلة وراثيا. حتى الآن ، تم إنشاء تسلسل النيوكليوتيدات للعديد من الكائنات الحية الدقيقة ، بما في ذلك السلالات الصناعية ، وتلك اللازمة لدراسة مبادئ تنظيم الجينوم وفهم آليات التطور الميكروبي. علماء الأحياء المجهرية الصناعية ، بدورهم ، مقتنعون بأن معرفة متواليات النيوكليوتيدات لجينومات السلالات الصناعية ستسمح لهم بـ "برمجتها" بحيث تجلب الكثير من الدخل.

يعد استنساخ الجينات حقيقية النواة (النووية) في الميكروبات الطريقة الأساسية التي أدت إلى التطور السريع لعلم الأحياء الدقيقة. يتم استنساخ شظايا جينومات الحيوانات والنباتات في الكائنات الحية الدقيقة لتحليلها. للقيام بذلك ، يتم استخدام البلازميدات التي تم إنشاؤها صناعيًا كناقلات جزيئية - ناقلات جينات ، بالإضافة إلى العديد من الكيانات الجزيئية الأخرى للعزل والاستنساخ.

بمساعدة العينات الجزيئية (شظايا الحمض النووي ذات تسلسل نوكليوتيد معين) ، من الممكن تحديد ، على سبيل المثال ، ما إذا كان التبرع بالدمفيروس الإيدز. وتسمح لك التكنولوجيا الجينية للتعرف على بعض الميكروبات بمراقبة انتشارها ، على سبيل المثال ، داخل المستشفى أو أثناء الأوبئة.

تتطور التقنيات الجينية لإنتاج اللقاحات في اتجاهين رئيسيين. الأول هو التحسن اللقاحات الموجودةوالخلق لقاح مركب، بمعنى آخر. تتكون من عدة لقاحات. الاتجاه الثاني هو الحصول على لقاحات ضد الأمراض: الإيدز ، الملاريا ، القرحة الهضميةالمعدة ، إلخ.

لكل السنوات الاخيرةلقد حسنت تقنيات الجينات بشكل كبير من كفاءة سلالات المنتجين التقليدية. على سبيل المثال ، في سلالة فطرية تنتج السيفالوسبورين المضاد الحيوي ، تم زيادة عدد الجينات المشفرة للتوسع ، الذي يحدد نشاطه معدل تخليق السيفالوسبورين. نتيجة لذلك ، زاد إنتاج المضادات الحيوية بنسبة 15-40٪.

يجري تنفيذ عمل هادف لتعديل خصائص الميكروبات وراثيًا المستخدمة في إنتاج الخبز وصناعة الجبن وصناعة الألبان والتخمير وصناعة النبيذ من أجل زيادة مقاومة سلالات الإنتاج وزيادة قدرتها التنافسية فيما يتعلق بالبكتيريا الضارة وتحسين جودة المنتج النهائي.

الميكروبات المعدلة وراثيا مفيدة في مكافحة الفيروسات والجراثيم والحشرات الضارة. هنا أمثلة. نتيجة لتعديل بعض النباتات ، من الممكن زيادة مقاومتها ل أمراض معدية. على سبيل المثال ، في الصين ، يتم بالفعل زراعة التبغ والطماطم والفلفل الحلو المقاوم للفيروسات مناطق واسعة. تعرف الطماطم المعدلة وراثيا بأنها مقاومة عدوى بكتيريةوالبطاطس والذرة مقاومة للفطريات.

حاليًا ، تُزرع النباتات المعدلة وراثيًا تجاريًا في الولايات المتحدة الأمريكية والأرجنتين وكندا والنمسا والصين وإسبانيا وفرنسا ودول أخرى. كل عام تزداد المساحة تحت النباتات المعدلة وراثيا. من المهم بشكل خاص استخدام النباتات المعدلة وراثيًا في بلدان آسيا وأفريقيا ، حيث تكون خسائر المحاصيل من الحشائش والأمراض والآفات أكبر ، وفي الوقت نفسه ، يكون الغذاء أكثر ندرة.

هل سيؤدي الإدخال الواسع للتقنيات الوراثية في الممارسة إلى ظهور أمراض وأمراض أخرى لم يعرفها علماء الأوبئة بعد؟ عواقب غير مرغوب فيها؟ تدل الممارسة على أن التقنيات الجينية من بداية تطورها حتى يومنا هذا ، أي لأكثر من 30 عامًا ، لم أحضر واحدة عواقب سلبية. علاوة على ذلك ، اتضح أن جميع الكائنات الحية الدقيقة المؤتلفة ، كقاعدة عامة ، أقل ضراوة ، أنا. أقل مسببة للأمراض من أشكالها الأصلية. ومع ذلك ، فإن الظواهر البيولوجية لا يمكن أن نقول على وجه اليقين أن هذا لن يحدث أبدًا. ومن الأصح قول هذا: احتمال حدوث ذلك ضئيل للغاية. وهنا ، كإيجابي بالتأكيد ، من المهم ملاحظة أن جميع أنواع العمل مع الكائنات الحية الدقيقة منظمة بشكل صارم ، والغرض من هذا التنظيم هو تقليل احتمالية انتشار العوامل المعدية. يجب ألا تحتوي السلالات المعدلة وراثيًا على جينات يمكن أن يكون لها تأثير خطير عند نقلها إلى بكتيريا أخرى.

ولد حمل ، لا يمكن تمييزه وراثيا عن الفرد الذي ولد الخلية الجسدية. ربما تكون الخلية الجسدية البشرية قادرة على ولادة كائن حي كامل جديد. يعتبر استنساخ البشر فرصة لإنجاب أطفال لمن يعانون من العقم. هذه عبارة عن بنوك من الخلايا والأنسجة ، وهي أعضاء احتياطية لتحل محل تلك التي تصبح غير صالحة للاستعمال ؛ أخيرًا ، إنها فرصة لتمرير الأبناء ليس نصف جيناتهم ، ولكن الجينوم بأكمله - لتكاثر طفل سيكون نسخة من أحد الوالدين. في الوقت نفسه ، تظل مسألة الجوانب القانونية والأخلاقية لهذه الفرص مفتوحة. هذا النوع من الحجج في 1997-1998. كانت المصادر المختلفة لوسائل الإعلام في العديد من البلدان مزدحمة.

وفقًا للتعريف المقبول في العلم ، يعد الاستنساخ استنساخًا دقيقًا لكائن حي أو آخر في عدد معين من النسخ. تحتوي النسخ المستنسخة على معلومات وراثية متطابقة ، أي لديهم نفس مجموعة الجينات.

في بعض الحالات ، لا يسبب استنساخ كائن حي الكثير من المفاجأة ويشير إلى إجراء راسخ ، وإن لم يكن بهذه البساطة. يحصل علماء الوراثة على الحيوانات المستنسخة عندما تتكاثر الكائنات التي يستخدمونها من خلال التوالد العذري - لاجنسيًا ، دون إخصاب مسبق. وبطبيعة الحال ، فإن الأفراد الذين يتطورون من خلية جرثومية أولية أو أخرى سيكونون متماثلين وراثيًا ويمكنهم تكوين استنساخ. في بلدنا ، يتم تنفيذ أعمال رائعة في مثل هذا الاستنساخ على ديدان القز بواسطة مستنسخات دودة القز التي تتمتع بإنتاجية عالية في إنتاج الحرير وتشتهر في جميع أنحاء العالم.

لكن نحن نتكلمحول الاستنساخ الآخر - حول الحصول على نسخ مطابقة ، على سبيل المثال ، بقرة مع إنتاج قياسي للحليب أو رجل لامع. مع مثل هذا الاستنساخ تنشأ صعوبات كبيرة جدًا.

مرة أخرى في الأربعينيات البعيدة من القرن العشرين. قال عالم الأجنة الروسي جي. طور Lopashov طريقة لزرع (زرع) نوى في بيضة ضفدع. في يونيو 1948 ، قدم مقالًا بناءً على تجاربه في مجلة علم الأحياء العامة. ومع ذلك ، لسوء حظه ، في أغسطس 1948 ، عُقدت جلسة VASKhNIL سيئة السمعة ، والتي ، بناءً على إرادة الحزب ، وافقت على الهيمنة غير المحدودة لتروفيم ليسينكو (1898-1976) في علم الأحياء ، وتم قبول مجموعة مقالات Lopashov للنشر ، مشتتة ، لأنها أثبتت الدور الرائد للنواة والكروموسومات التي تحتويها. التنمية الفرديةالكائنات الحية. تم نسيان عمل لوباشوف ، وفي الخمسينيات من القرن العشرين. أجرى عالما الأجنة الأمريكيان بريجز وكينغ تجارب مماثلة ، وكان لها الأسبقية ، كما حدث غالبًا في تاريخ العلوم الروسية.

في فبراير 1997 ، أفيد أن مختبر العالم الاسكتلندي يان ويلموث في معهد روزلين (إدنبرة) قد طور طريقة فعالةاستنساخ الثدييات وعلى أساسه ولدت النعجة دوللي. تتحدث بلغة واضحة، النعجة دوللي ليس لها أب - لقد أدت إلى تكوين خلية أم تحتوي على مجموعة مزدوجة من الجينات. من المعروف أن الخلايا الجسدية للكائنات البالغة تحتوي على مجموعة كاملة من الجينات ، والخلايا الجرثومية - نصفها فقط. عند الحمل ، يتحد النصفان - الأب والأم - ويولد كائن حي جديد.

كيف أجريت التجربة في مختبر جان ويلموث؟ أولاً ، تم عزل البويضات. بيض. تم استخلاصها من خروف من السلالة الاسكتلندية ذات الوجه الأسود ، ثم تم وضعها في وسط مغذي اصطناعي مع إضافة مصل عجل للجنين عند درجة حرارة 37 درجة مئوية وتم إجراء عملية استئصال - إزالة نواتها. العملية التاليةهو تزويد البويضة بالمعلومات الجينية من الكائن الحي المراد استنساخه. لهذا ، تبين أن خلايا المتبرع ثنائية الصبغة هي الأكثر ملاءمة ؛ خلايا تحمل المجموعة الجينية الكاملة ، والتي تم أخذها من الغدة الثديية لأغنام بالغة حامل. من بين 236 تجربة ، نجحت تجربة واحدة فقط - وولدت النعجة دوللي وهي تحمل المادة الوراثية لأغنام بالغة. بعد ذلك في وسائل مختلفةبدأت المعلومات لمناقشة مشكلة الاستنساخ البشري.

يعتقد بعض العلماء أنه يكاد يكون من المستحيل إعادة النوى المعدلة للخلايا الجسدية إليها الحالة الأوليةحتى يتمكنوا من تقديمها التطور الطبيعيالبويضة التي تم زرعها فيها ، وفي النهاية أعط نسخة طبق الأصل من المتبرع. ولكن حتى لو كان من الممكن حل جميع المشكلات وتغلب على جميع الصعوبات (على الرغم من أن هذا غير مرجح) ، فلا يمكن اعتبار الاستنساخ البشري سليمًا علميًا. في الواقع ، لنفترض أنهم زرعوا بويضات نامية ذات نوى مانحة أجنبية لعدة آلاف من الأمهات بالتبني. بضعة آلاف فقط: نسبة الخروج منخفضة ، وعلى الأرجح لن يكون من الممكن زيادتها. وكل هذا من أجل الحصول على نسخة حية واحدة على الأقل من شخص ما ، حتى لو كان عبقريًا. وماذا سيحدث لبقية الأجنة؟ بعد كل شيء ، سيموت معظمهم في الرحم أو يتطورون إلى نزوات. تخيل - الآلاف من النزوات التي تم الحصول عليها بشكل مصطنع! قد تكون هذه جريمة ، لذلك من الطبيعي أن نتوقع صدور قانون يحظر هذا النوع من الأبحاث ، سواء في أعلى درجةعديم الاخلاق. أما بالنسبة للثدييات ، فمن المنطقي أكثر إجراء بحث حول تربية سلالات الحيوانات المحورة جينيا ، والعلاج الجيني ، وما إلى ذلك.

الطبيعة كموضوع لدراسة العلوم الطبيعية معقدة ومتنوعة في مظاهرها: إنها تتغير باستمرار وهي موجودة في حركة مستمرة. دائرة المعرفة حولها أصبحت أوسع ، ومنطقة اقترانها مع مجال الجهل اللامحدود تتحول إلى حلقة ضبابية ضخمة منقطة بالأفكار العلمية - حبيبات العلوم الطبيعية. سوف يخترق بعضهم ، مع براعمهم ، دائرة المعرفة الكلاسيكية ويعطي الحياة لأفكار جديدة ومفاهيم علمية طبيعية جديدة ، بينما سيبقى البعض الآخر فقط في تاريخ تطور العلم. ثم سيتم استبدالهم بأخرى أفضل. هذا هو جدل تطور المعرفة العلمية الطبيعية للعالم المحيط.

كاربينكوف إس. مفهوم العلوم الطبيعية الحديثة م 2003.

Vernadsky V. المادة الحية والمحيط الحيوي M. 1999.

Ichas M. عن طبيعة الأحياء: الآليات والمعنى. م 1994

"علم الأحياء الاقتصادي" - كيف يمكن استخدام بيانات القياسات البشرية (الطول في المقام الأول) لتقييم الحالة البيولوجية والرفاهية وعدم المساواة الاجتماعية في المجتمع؟ في الحيوانات المعرضة ل نظام غذائي منخفض السعرات الحرارية»بمجموعة نوعية من العناصر الغذائية (المبدأ« النتيجة القصوى") ، ولكن مع قيود كمية (المبدأ" تكلفة قليلة") ، زيادة كبيرة في متوسط ​​العمر المتوقع.

"علم الأحياء" - علم الأحياء. ماذا يدرس علم الأحياء؟ علم الأحياء هو علم الحياة ، الكائنات الحية التي تعيش على الأرض. التخصصات البيولوجية. مؤلف المشروع Uspenskaya I.V. مدرسة رقم 627. ممالك الكائنات الحية. ما هو علم الأحياء؟ حيوانات النباتات. فطر البكتيريا.

"علم الأحياء الدقيقة" - علم الأحياء الدقيقة مع أساسيات علم الأوبئة وطرقها البحوث الميكروبيولوجية. بنسيليوم. يتم تحديد الثقافات النقية لنوع الكائنات الحية الدقيقة. عامل رئيسي في تكوين التربة. مجهر 1751. عصري الوراثة الجزيئيةالمسرح. الطريقة المجهرية. إيفانوفسكي (1863-1920).

دراسة الأحياء - شكرا لاهتمامكم! المعرفة هي العالم كله. تفاعل البلمرة المتسلسل (PCR). الكهربائي. لماذا؟! الموت مطلوب. علم الموت هو علم الموت. زيادة عمليات الأكسدة. العنوان الإبداعي: ​​هل تريد معرفة المزيد؟ قضايا موضوعية في علم الأحياء. آلية وراثية. علم الجينوم. تراكم الأخطاء.

"تاريخ تطور علم الأحياء" - "علم الأحياء هو علم العالم الحي. علم الأحياء مثل العلم. علم الأحياء العام- علم القوانين والأنماط العامة المتأصلة في الطبيعة الحية. علم الأحياء كعلم. 1 في. ن. ه. - الموسوعة البيولوجية الأولى "التاريخ الطبيعي" لبليني الأكبر. جمع الأحياء علوم طبيعية: تاريخ تطور علم الأحياء.

"تاريخ علم الأحياء" - ما هو طريقة علمية؟ L. باستير. بعد مغادرة الأكاديمية ، أصبح أرسطو مدرس الإسكندر الأكبر. عضو مراسل (1884) وعضو فخري (1893) في أكاديمية سان بطرسبرج للعلوم. يُطلق على أبقراط لقب "أبو الطب". فيرنادسكي فلاديمير إيفانوفيتش في الوقت نفسه ، كان يستعد لامتحانات الجامعة التي اجتازها بنجاح عام 1902.

في المجموع ، هناك 14 عرضًا تقديميًا في الموضوع