کار عملی 4 زیست شناسی 11. موضوع: حل مسائل ژنتیکی. مشکلات زیست محیطی جهانی و راه های حل آنها

نتیجه گیری خود را بیان کنید به این سوال پاسخ دهید: به نظر شما کدام مشکلات زیست محیطی جدی ترین هستند و نیاز به راه حل های فوری دارند؟ چرا؟

آلودگی اتمسفر یک مشکل زیست محیطی است که برای ساکنان تقریباً همه گوشه های زمین از نزدیک آشناست. به ویژه توسط نمایندگان شهرهایی که شرکت های متالورژی آهنی و غیر آهنی، انرژی، شیمیایی، پتروشیمی، ساخت و ساز و صنایع خمیر و کاغذ در آن فعالیت می کنند، به شدت احساس می شود. در برخی شهرها نیز جو به شدت توسط وسایل نقلیه و دیگ بخار مسموم شده است. اینها همه نمونه هایی از آلودگی هوای انسانی هستند. در مورد منابع طبیعی عناصر شیمیایی که جو را آلوده می کنند، این منابع شامل آتش سوزی جنگل ها، فوران های آتشفشانی، فرسایش بادی (پراکنده شدن ذرات خاک و سنگ)، انتشار گرده، تبخیر ترکیبات آلی و تشعشعات طبیعی است.

پیامدهای آلودگی هوا. آلودگی هوا بر سلامت انسان تأثیر منفی می گذارد و به ایجاد بیماری های قلبی و ریوی (به ویژه برونشیت) کمک می کند. علاوه بر این، آلاینده های هوا مانند ازن، اکسیدهای نیتروژن و دی اکسید گوگرد اکوسیستم های طبیعی را از بین می برند و گیاهان را از بین می برند و باعث مرگ موجودات زنده (به ویژه ماهی های رودخانه) می شوند.

مشکل زیست محیطی جهانی آلودگی هوا به گفته دانشمندان و مقامات دولتی از راه های زیر قابل حل است:

محدود کردن رشد جمعیت؛

کاهش مصرف انرژی؛

افزایش بهره وری انرژی؛

کاهش ضایعات؛

انتقال به منابع انرژی تجدید پذیر سازگار با محیط زیست؛

تصفیه هوا در مناطق به ویژه آلوده

دلایل گرم شدن کره زمین. در طول قرن بیستم، میانگین دمای زمین 0.5 تا 1 درجه سانتیگراد افزایش یافت. علت اصلی گرم شدن کره زمین افزایش غلظت دی اکسید کربن در جو به دلیل افزایش حجم سوخت های فسیلی سوزانده شده توسط مردم (زغال سنگ، نفت و مشتقات آنها) در نظر گرفته شده است. از دیگر دلایل گرم شدن کره زمین می توان به جمعیت بیش از حد، جنگل زدایی، تخریب لایه لایه ازن و زباله ها اشاره کرد. با این حال، همه اکولوژیست ها افزایش میانگین دمای سالانه را به طور کامل ناشی از فعالیت های انسان زا نمی دانند. برخی بر این باورند که گرم شدن کره زمین با افزایش طبیعی فراوانی پلانکتون های اقیانوسی نیز تسهیل می شود که منجر به افزایش غلظت دی اکسید کربن در جو می شود.

پیامدهای اثر گلخانه ایهمانطور که دانشمندان پیش بینی می کنند، اگر دما در قرن بیست و یکم 1 تا 3.5 درجه سانتیگراد دیگر افزایش یابد، عواقب آن بسیار غم انگیز خواهد بود:

سطح اقیانوس های جهان بالا می رود (به دلیل ذوب شدن یخ های قطبی)، تعداد خشکسالی ها افزایش می یابد و روند بیابان زایی تشدید می شود.

بسیاری از گونه های گیاهی و جانوری که در محدوده باریکی از دما و رطوبت سازگار شده اند ناپدید می شوند.

طوفان ها بیشتر خواهند شد.

حل یک مشکل زیست محیطی. به گفته کارشناسان محیط زیست، اقدامات زیر به کاهش روند گرمایش جهانی کمک می کند:

افزایش قیمت سوخت های فسیلی

جایگزینی سوخت های فسیلی با سوخت های سازگار با محیط زیست (انرژی خورشیدی، انرژی باد و جریان های دریایی)،

توسعه فناوری های صرفه جویی در انرژی و بدون زباله،

مالیات بر انتشارات زیست محیطی،

به حداقل رساندن تلفات متان در طول تولید آن، حمل و نقل از طریق خطوط لوله، توزیع در شهرها و روستاها و استفاده در ایستگاه های تامین حرارت و نیروگاه ها،

اجرای فن آوری های جذب و جداسازی دی اکسید کربن،

کاشت درخت،

کاهش اندازه خانواده،

آموزش محیط زیست،

کاربرد گیاه پالایی در کشاورزی.

علل مشکلات زیست محیطی. آلاینده های اصلی هیدروسفر امروزه نفت و فرآورده های نفتی هستند. این مواد در اثر غرق شدن تانکرها و تخلیه منظم فاضلاب به آب های اقیانوس های جهان نفوذ می کنند. شرکت های صنعتی. علاوه بر فرآورده های نفتی انسان زا، تاسیسات صنعتی و خانگی هیدروسفر را با فلزات سنگین و ترکیبات آلی پیچیده آلوده می کند. پیشروان در مسموم کردن آب های اقیانوس های جهان مواد معدنیو مواد مغذی به عنوان کشاورزی و صنایع غذایی شناخته می شوند. هیدروسفر از چنین مشکل زیست محیطی جهانی مانند آلودگی رادیواکتیو در امان نیست. پیش نیاز تشکیل آن دفن زباله های رادیواکتیو در آب های اقیانوس های جهان بود. بسیاری از قدرت ها با صنعت هسته ای توسعه یافته و ناوگان هسته ای به عمد مواد رادیواکتیو مضر را در دریاها و اقیانوس ها از سال های 49 تا 70 قرن بیستم ذخیره کردند. در مکان‌هایی که ظروف رادیواکتیو دفن می‌شوند، سطح سزیم اغلب حتی امروزه کاهش می‌یابد. آب دریاها و اقیانوس ها با تشعشعات غنی شده و در نتیجه زیر آب و سطح انفجارهای هسته ای.

پیامدهای آلودگی آب رادیواکتیو. آلودگی نفتی هیدروسفر منجر به تخریب زیستگاه طبیعی صدها نماینده گیاهان و جانوران اقیانوسی، مرگ پلانکتون ها، پرندگان دریایی و پستانداران می شود. برای سلامت انسان، مسمومیت آب اقیانوس‌های جهان نیز خطری جدی دارد: ماهی و سایر غذاهای دریایی «آلوده» با تشعشعات می‌توانند به راحتی روی میز قرار گیرند.

کار عملی شماره 11

موضوع: "تحلیل و ارزیابی فرضیه های مختلف برای پیدایش حیات در زمین"

هدف:یاد بگیرید که فرضیه های مختلف در مورد منشاء حیات روی زمین را تجزیه و تحلیل و ارزیابی کنید و پاسخ خود را توجیه کنید.

تجهیزات و مواد:عکس ها، نقاشی ها، مقالات علمی در مورد فرضیه های مختلف منشاء حیات بر روی زمین.

پیش رفتن:

1. آفرینش گرایی.

بر اساس این نظریه، زندگی در نتیجه برخی از رویدادهای ماوراء طبیعی در گذشته به وجود آمده است. پیروان تقریباً همه گسترده ترین آموزه های دینی به آن پایبند هستند. دیدگاه سنتی یهودی-مسیحی درباره آفرینش، همانطور که در کتاب پیدایش آمده است، بحث برانگیز بوده و همچنان ادامه دارد. اگرچه همه مسیحیان قبول دارند که کتاب مقدس عهد خدا با انسان است، اما در مورد طول "روز" ذکر شده در کتاب پیدایش اختلاف نظر وجود دارد. برخی بر این باورند که جهان و همه موجوداتی که در آن زندگی می کنند در 6 روز 24 ساعته خلق شده اند. سایر مسیحیان کتاب مقدس را به عنوان یک کتاب علمی نمی دانند و معتقدند که کتاب پیدایش به شکلی قابل درک برای مردم مکاشفه الهیاتی را در مورد خلقت همه موجودات زنده توسط خالق قادر مطلق بیان می کند. فرآیند آفرینش الهی جهان به گونه ای تصور می شود که فقط یک بار اتفاق افتاده است و بنابراین برای مشاهده غیرقابل دسترس است. همین امر کافی است تا کل مفهوم خلقت الهی را از دایره تحقیقات علمی خارج کند. علم فقط به آن دسته از پدیده هایی می پردازد که قابل مشاهده است و بنابراین هرگز نمی تواند این مفهوم را اثبات یا رد کند.

2. نظریه حالت پایدار.

بر اساس این نظریه، زمین هرگز به وجود نیامده، بلکه برای همیشه وجود داشته است. همیشه قادر به حمایت از زندگی است، و اگر تغییر کرده باشد، بسیار کم تغییر کرده است. گونه ها نیز همیشه وجود داشته اند. روش های مدرنقدمت تخمین‌های فزاینده‌ای از سن زمین به دست می‌دهد و به طرفداران نظریه حالت پایدار اجازه می‌دهد باور کنند که زمین و گونه‌ها همیشه وجود داشته‌اند. هر گونه دو احتمال دارد - یا تغییر در تعداد یا انقراض. طرفداران این نظریه تشخیص نمی دهند که وجود یا عدم وجود بقایای فسیلی خاص ممکن است نشان دهنده زمان ظهور یا انقراض یک گونه خاص باشد و به عنوان مثال نماینده ماهی باله دار - کولاکانت را ذکر می کنند. بر اساس داده های دیرینه شناسی، حیوانات لوب باله حدود 70 میلیون سال پیش منقرض شدند. با این حال، هنگامی که نمایندگان زنده باله های لوب در منطقه ماداگاسکار یافت شدند، این نتیجه گیری باید مورد تجدید نظر قرار می گرفت. طرفداران نظریه حالت پایدار استدلال می کنند که تنها با مطالعه گونه های زنده و مقایسه آنها با بقایای فسیلی می توان در مورد انقراض نتیجه گرفت و حتی در این صورت ممکن است نادرست باشد. ظهور ناگهانی یک گونه فسیلی در یک سازند خاص با افزایش جمعیت یا جابجایی آن به مکان های مساعد برای حفظ بقایای آن توضیح داده می شود.

3. نظریه پان اسپرمی.

این نظریه هیچ مکانیسمی برای توضیح منشاء اولیه حیات ارائه نمی دهد، اما ایده منشاء فرازمینی آن را مطرح می کند. بنابراین نمی توان آن را نظریه ای در باب پیدایش حیات به حساب آورد; به سادگی مشکل را به مکان دیگری در جهان منتقل می کند. این فرضیه توسط J. Liebig و G. Richter در وسط مطرح شد نوزدهمقرن. بر اساس فرضیه پانسپرمیا، حیات برای همیشه وجود دارد و توسط شهاب سنگ ها از سیاره ای به سیاره دیگر منتقل می شود. ساده ترین موجودات یا هاگ آنها ("دانه های حیات")، که به سیاره ای جدید می رسند و شرایط مطلوبی را در اینجا پیدا می کنند، تکثیر می شوند و باعث تکامل از ساده ترین اشکال به پیچیده می شوند. این امکان وجود دارد که حیات روی زمین از یک کلونی از میکروارگانیسم های رها شده از فضا به وجود آمده باشد. برای اثبات این نظریه، از مشاهده های متعدد بشقاب پرنده ها، نقاشی های صخره ای از اشیاء شبیه موشک و فضانوردان، و گزارش هایی از برخورد ادعایی با بیگانگان استفاده می شود. هنگام مطالعه مواد شهاب سنگ ها و دنباله دارها، بسیاری از "پیش سازهای حیات" در آنها کشف شد - موادی مانند سیانوژن ها، اسید هیدروسیانیک و ترکیبات آلی، که ممکن است نقش "دانه هایی" را ایفا کرده باشند که بر روی زمین لخت افتاده اند. طرفداران این فرضیه برندگان جایزه نوبل F. Crick و L. Orgel بودند. اف. کریک بر دو مدرک غیرمستقیم استوار بود:

جهانی بودن ژنتیک کد;

مولیبدن که اکنون در این سیاره بسیار کمیاب است، برای متابولیسم طبیعی همه موجودات زنده ضروری است.

اما اگر حیات در زمین به وجود نیامده است، پس چگونه در خارج از آن پدید آمده است؟

4. فرضیه های فیزیکی.

اساس فرضیه های فیزیکی، شناخت تفاوت های اساسی بین ماده زنده و غیر زنده است. بیایید فرضیه منشأ زندگی را که در دهه 30 قرن بیستم توسط V.I. Vernadsky مطرح شد در نظر بگیریم. دیدگاه ها در مورد جوهر زندگی ورنادسکی را به این نتیجه رساند که در زمین به شکل یک بیوسفر ظاهر شده است. ویژگی های بنیادی و بنیادی ماده زنده به مواد شیمیایی نیاز ندارد، بلکه فرآیندهای فیزیکی. این باید نوعی فاجعه باشد، ضربه ای به پایه های جهان. مطابق با فرضیه های شکل گیری ماه که در دهه 30 قرن بیستم به طور گسترده در نتیجه جدا شدن ماده ای که قبلاً سنگر اقیانوس آرام را پر کرده بود از زمین، ورنادسکی پیشنهاد کرد که این روند می تواند باعث حرکت مارپیچی و گردابی ماده زمین که تکرار نشد. ورنادسکی منشأ حیات را در مقیاس ها و فواصل زمانی مشابه با ظهور خود جهان تصور کرد. در طی یک فاجعه، شرایط به طور ناگهانی تغییر می کند و ماده زنده و غیر زنده از ماده اولیه بیرون می آید.

5. فرضیه های شیمیایی.

این گروه از فرضیه ها بر اساس اساس شیمیایی حیات استوار است و منشا آن را به تاریخ زمین پیوند می دهد. بیایید چند فرضیه این گروه را در نظر بگیریم.

تاریخچه فرضیه های شیمیایی با شروع شد دیدگاه های E. Haeckel. هکل معتقد بود که ترکیبات کربن ابتدا تحت تأثیر عوامل شیمیایی و فیزیکی ظاهر شدند. این مواد محلول نبودند، بلکه سوسپانسیون توده های کوچک بودند. توده های اولیه قابلیت تجمع داشتند مواد مختلفو رشد به دنبال تقسیم. سپس یک سلول بدون هسته ظاهر شد - شکل اصلی برای همه موجودات زنده روی زمین.

مرحله خاصی در توسعه فرضیه های شیمیایی زیست زایی بود مفهوم توسط A. I. Oparin، توسط او در 1922-1924 مطرح شد. قرن XX. فرضیه اوپارین ترکیبی از داروینیسم با بیوشیمی است. به گفته اوپارین، وراثت نتیجه انتخاب شد. در فرضیه اوپارین، مطلوب به عنوان واقعیت ارائه خواهد شد. ابتدا ویژگی‌های زندگی به متابولیسم تقلیل می‌یابد و سپس مدل‌سازی آن معمای منشأ حیات را حل کرده است.

فرضیه J. Burpup نشان می‌دهد که مولکول‌های کوچک اسیدهای نوکلئیک چند نوکلئوتید که به‌طور طبیعی به وجود می‌آیند، می‌توانند فوراً با آمینو اسیدهایی که کدگذاری می‌کنند ترکیب شوند. در این فرضیه، سیستم زندگی اولیه به عنوان حیات بیوشیمیایی بدون موجودات زنده، انجام بازتولید خود و متابولیسم دیده می شود. به گفته جی. برنال، ارگانیسم ها به طور ثانویه، در طول جداسازی بخش های فردی از چنین زندگی بیوشیمیایی با کمک غشاها ظاهر می شوند.

به عنوان آخرین فرضیه شیمیایی برای منشا حیات در سیاره ما، در نظر بگیرید فرضیه G.V. Voitkevich،در سال 1988 مطرح شد. بر اساس این فرضیه، ظهور مواد آلی به فضای بیرونی منتقل می شود. در شرایط خاص فضا، سنتز مواد آلی اتفاق می افتد (مواد آلی متعددی در شهاب سنگ ها یافت می شود - کربوهیدرات ها، هیدروکربن ها، بازهای نیتروژنی، اسیدهای آمینه، اسید چربو غیره.). این امکان وجود دارد که نوکلئوتیدها و حتی مولکول های DNA در فضا شکل گرفته باشند. با این حال، به گفته Voitkevich، تکامل شیمیایی در اکثر سیارات منظومه شمسیمعلوم شد که منجمد شده است و تنها در زمین ادامه می یابد و شرایط مناسبی در آنجا پیدا کرده است. در طول سرد شدن و تراکم سحابی گاز، کل مجموعه ای از ترکیبات آلی در زمین اولیه ظاهر شد. در این شرایط، ماده زنده در اطراف مولکول‌های DNA که به‌طور طبیعی به وجود می‌آیند، ظاهر و متراکم شدند. بنابراین، طبق فرضیه Voitkevich، زندگی بیوشیمیایی در ابتدا ظاهر شد و در روند تکامل آن، ارگانیسم های فردی ظاهر شدند.

2- جدول را پر کنید:

3- نتیجه گیری را تدوین کنید. به این سوال پاسخ دهید: ارزیابی خود را از فرضیه های مختلف در مورد منشا حیات روی زمین ارائه دهید. نقطه نظرات خود را در مورد مشکلی که به اشتراک می گذارید نشان دهید. دلیل این جواب خود را بیان کنید.

کار آزمایشگاهی شماره 12

موضوع: "تحلیل و ارزیابی فرضیه های مختلف منشاء انسانی"

هدف:فرضیه های مختلفی از منشاء انسانی را معرفی کنید.

تجهیزات و مواد:عکس ها، نقاشی ها، مقالات علمی در مورد فرضیه های مختلف منشاء انسانی.

پیش رفتن.

اطلاعات نظری را مطالعه کنید.

نظریه خلقت (آفرینش گرایی).

اصل نظریه خلقت این است که انسان توسط خدا یا خدایان آفریده شده است. این نظریه یکی از اولین هاست. مردمان مختلف افسانه ها و افسانه های خود را در این مورد دارند.

به عنوان مثال، بر اساس اسطوره های بین النهرین، خدایان به رهبری مردوک فرمانروایان سابق خود را کشتند، خون با خاک رس مخلوط شد و اولین انسان از این گل برخاست.

بر اساس دیدگاه هندوها، جهان توسط Triumvirate - شیوا، کریشنا و ویشنو، که پایه و اساس بشریت را بنا نهادند، اداره می شد.

رایج ترین دیدگاه مسیحیان در جهان مربوط به خلقت الهی زمین و تمام حیات روی زمین در 6 روز است. در روز ششم اولین مرد آدم خلق شد و سپس اولین زن حوا از دنده خلق شد. مردم از آنها آمدند.

طبق این نظریه:

هیچ گونه جدیدی به تدریج ظاهر نمی شود.

جهش ها برای موجودات پیچیده مضر هستند و منجر به چیز جدیدی نمی شوند.

تمدن همزمان با انسان پدید می آید و از همان ابتدا پیچیده است.

گفتار همزمان با شخص ایجاد می شود.

نظریه مداخله خارجی.

بر اساس این نظریه، ظهور افراد روی زمین، به نوعی با فعالیت های تمدن های دیگر مرتبط است. یعنی مردم نوادگان مستقیم بیگانگانی هستند که در دوران ماقبل تاریخ روی زمین فرود آمدند.

نسخه های پیچیده تر این نظریه پیشنهاد می کنند:

آمیختگی بیگانگان با اجداد انسان

ایجاد هومو ساپینس با استفاده از روش های مهندسی ژنتیک

توسعه تکاملی زندگی زمینی و هوش بر اساس برنامه ای که در ابتدا توسط ابرهوش فرازمینی تعیین شده بود.

که در مقادیر زیادادبیات مربوط به این موضوع، به ویژه، تمدن هایی را از منظومه سیاره ای سیریوس، از صورت های فلکی ترازو، عقرب، سنبله، به عنوان اجداد یا تولید کنندگان زمینیان ذکر می کند. بسیاری از پیام‌ها تاکید می‌کنند که زمینی‌ها ثمره آزمایش‌های ناموفق هستند و این اولین بار نیست که این میوه «آلوده» از بین می‌رود، بنابراین مرگ همه بشریت منتفی نیست، بلکه این بار نیز فرض می‌شود.

نظریه ناهنجاری های فضایی.

پیروان این نظریه انسان زایی را به عنوان عنصری از توسعه یک ناهنجاری فضایی پایدار - سه گانه انسان نما "ماده - انرژی - هاله" که مشخصه بسیاری از سیارات جهان زمین است تفسیر می کنند. یعنی در جهان‌های انسان‌نما در اکثر سیارات قابل سکونت، زیست کره در یک مسیر توسعه می‌یابد که در سطح هاله - ماده اطلاعاتی برنامه‌ریزی شده است. با توجه به شرایط مساعد، این مسیر منجر به پیدایش ذهن انسان نما از نوع زمینی می شود. این نظریه وجود برنامه خاصی را برای رشد زندگی و ذهن به رسمیت می شناسد که همراه با عوامل تصادفی، تکامل را کنترل می کند.

نظریه تکامل.

کارل لینه، ژان باپتیست لامارک و چارلز داروین، که کارهای پیشینیان خود را خلاصه کردند، سهم بزرگی در تئوری تکامل تکاملی موجودات زنده، از جمله انسان زایی داشتند. نظریه تکاملی نشان می‌دهد که نزدیک‌ترین جد مشترک انسان و میمون‌ها گروهی از میمون‌های درخت‌زی (دریوپیتسین‌ها) بوده‌اند که ۲۵ تا ۳۰ میلیون سال پیش زندگی می‌کردند. تحت تأثیر عوامل خارجی و انتخاب طبیعی، اصلاح تدریجی آنها صورت گرفت. در حدود 25 میلیون سال پیش، دریوپیتکوس به دو شاخه تقسیم شد که بعداً منجر به پیدایش دو خانواده شد: پونگیدها (گیبون، گوریل، اورانگوتان، شامپانزه) و انسان سانان که باعث پیدایش انسان شدند. اتحاد انسان ها و میمون های بزرگ گامی جسورانه است. فقط می توان از شجاعت و بصیرت شگفت زد کارلا لینه، بنیانگذار طبقه بندی علمی، که در "سیستم طبیعت" خود در ویرایش دهم در جنس هومو (انسان)، علاوه بر هومو ساپینس، گونه های هومو سیلوستریس و هومو تروگلودوت ها را توصیف کرد که ظاهراً منظور او شامپانزه ها و یک اورانگوتان اما کارل لینه فقط در مورد شباهت صحبت کرد، اما نه در مورد خویشاوندی. جی بی لامارک در اوایل قرن نوزدهم. او رابطه بین انسان و اورانگوتان را به همراه یک بند نجات پیشنهاد کرد: «اگر متفاوت نبود، منشأ انسان به این شکل است.» اما نظریه تکاملی لامارک موفقیت آمیز نبود.

فقط در سال 1859 چارلز دارویناو در پایان کار خود با عنوان "هبوط انسان" خاطرنشان کرد که "روی منشأ انسان و تاریخ او روشن خواهد شد." سیر تکاملی. در طول 100 سال گذشته پس از چارلز داروین، انسان زایی به شدت مورد مطالعه قرار گرفته است. آناتومی میمون‌های زنده با جزئیات مورد مطالعه قرار گرفت و بقایای فسیلی متعددی از اجداد احتمالی انسان پیدا شد. به نظر می رسد که شجره ی تیره ی همو به تفصیل شناخته شده است. با این حال، بسیاری از شواهد پیشنهادی نادرست و نادرست بودند. تنها در نیمه دوم قرن بیستم یک انقلاب واقعی در مطالعه منشأ انسان رخ داد. این سه دلیل داشت.

که در سال های گذشتهکاوش های عظیم به ویژه در آفریقای استوایی انجام شده و در حال انجام است. این منجر به کشف بسیاری از میمون های باستانی و انسان های باستانی شد.

روش های قابل اعتمادی برای تعیین سن سنگ ها (و بنابراین بقایای یافت شده در آنها) ایجاد شده است. این روش ها بر اساس تجزیه و تحلیل ایزوتوپ های رادیواکتیو است. در نتیجه، معلوم شد که نسل بشر صدها هزار سال پیرتر از حد انتظار است.

نزدیکی ژن ها و میمون ها با استفاده از روش های ژنتیک مولکولی مورد مطالعه قرار گرفت. تجزیه و تحلیل کمی شباهت ژن ها و پروتئین ها به ما امکان داد تا رابطه آنها را به روشی متفاوت ارزیابی کنیم.

2- جدول را پر کنید:

3- نتیجه گیری را تدوین کنید. به این سوال پاسخ دهید: ارزیابی خود را از فرضیه های مختلف در مورد منشاء حیات در انسان ارائه دهید.

کارگاه زیست شناسی پایه یازدهم. کارگاه نهایی شامل 6 کار عملی می باشد.

"آزمایشگاه شماره 1"

کار آزمایشگاهی شماره 1 شناسایی تنوع در افراد از همان گونه.

هدف کار:

مفهوم تنوع ارگانیسم ها را شکل دهید، یاد بگیرید که نشانه های تنوع ارثی را در نمایندگان گونه های مختلف گیاهی و نژادهای حیوانی پیدا کنید.

پیش رفتن:

1. تصاویر پیشنهادی از موجودات متعلق به یک گونه را در نظر بگیرید. ویژگی های ساختار خارجی که برای همه نمایندگان یک گونه مشترک است و همچنین ویژگی های ساختاری که در آنها متفاوت است را شناسایی کنید.

2. تجزیه و تحلیل کنید که انتخاب با چه ویژگی هایی انجام شده است که در نتیجه آن گونه ها و نژادهای نشان داده شده در جدول تشکیل شده است.

گزینه های پیشنهادی را در ستون ها مرتب کنید.

اندازه میوه

تولید شیر

ظاهر

ترکیب شیمیایی شیر

ترکیب شیمیایی میوه ها

شخصیت (پرخاشگر یا خوش اخلاق)

توده عضلانی

سرعت رسیدن محصول

واکنش های رفتاری خاص

3. برای محک زدن دانش خود به آن پاسخ دهید سوالات تستی:

1) اشکال مورفولوژیکی مختلف نمایندگان یک گونه که به شما نشان داده شده است عبارتند از:

الف) جهش های ژنتیکی

ب) نتیجه انتخاب مصنوعی

ج) نتیجه انتخاب طبیعی

2) انواع گیاهانی که به طور مصنوعی توسط انسان پرورش داده می شوند، نامیده می شوند:

الف) سویه ها

ج) نژاد می کند

ه) جمعیت ها

3) انواع حیواناتی که به طور مصنوعی توسط انسان پرورش داده می شوند، نامیده می شوند:

الف) سویه ها

ج) نژاد می کند

ه) جمعیت ها

4) در نتیجه انتخاب مصنوعی، موجودات:

الف) به دست آوردن خواص مفید برای انسان

ب) به دست آوردن خواصی که سازگاری شخصی با محیط را تضمین می کند

ج) توانایی تولید مثل را از دست بدهد

4. از کار انجام شده نتیجه بگیرید.

انواع سیب

نژاد گاو

مشاهده محتویات سند
"آزمایشگاه شماره 2"

کار آزمایشگاهی شماره 2

شناسایی سازگاری موجودات با محیط خود

هدف:

برای شکل دادن به مفهوم سازگاری موجودات با محیط خود، برای تحکیم توانایی شناسایی ویژگی های سازگاری موجودات با محیط خود.

پیش رفتن:

1. تصاویر پیشنهادی برخی از گیاهان را در نظر بگیرید. ویژگی های ساختار آنها را مقایسه کنید. در مورد شرایط زندگی آنها نتیجه گیری کنید.

2. مشخص کنید که چه ویژگی های ساختاری و فیزیولوژیکی یک گیاه آبدار (کاکتوس) تأثیرات سازگاری مختلف را با زیستگاه آن تعیین می کند. مشخصات مناسب را در خانه های مورد نیاز جدول پیوست قرار دهید.

3. مشخص کنید که چه ویژگی های ساختاری و فیزیولوژیکی یک گیاه آبزی (نیلوفر آبی) تأثیرات سازگاری مختلف را با زیستگاه آن تعیین می کند. مشخصات مناسب را در خانه های مورد نیاز جدول پیوست قرار دهید.

4. تصاویر پیشنهادی از دو حیوان سازگار با یک زیستگاه آبی (نماینده کلاس) را در نظر بگیرید ماهی غضروفی- کوسه و نماینده کلاس پستانداران - دلفین). تجزیه و تحلیل کنید که چه ویژگی های مشترک ساختار و عملکرد ارگانیسم های آنها سازگاری آنها را با سبک زندگی آبی تعیین می کند. تجزیه و تحلیل کنید که کدام ویژگی ساختار و عملکرد ارگانیسم های آنها که این تناسب را تعیین می کند برای هر یک از این گونه ها خاص است. برای انجام این کار، ویژگی های پیشنهاد شده توسط سناریو را در سلول های مورد نیاز جدول وارد کنید.

5. برای کنترل دانش، به سوالات تستی پاسخ دهید.

6. در مورد سازگاری موجودات با محیط خود نتیجه گیری کنید.

کنترل دانش:

خارهای کاکتوس، نیلوفر آبی و برگ های توت فرنگی:

اندام های همولوگ هستند

اجسام مشابه هستند

همان توابع را انجام دهد

ساختار یکسانی دارند

شباهت شکل بدن کوسه و دلفین مثالی است:

واگرایی شخصیت ها

همگرایی ویژگی ها

آرومورفوزیس

گونه زایی

اصالت ساختار و شیوه زندگی، منعکس کننده سازگاری گونه ها با مجموعه ای از عوامل است محیط خارجی، تماس گرفت

ساختار خارجی

ساختار داخلی

شکل زندگی

گروه محیط زیست

سازگاری ارگانیسم های متعلق به گروه های سیستماتیک مختلف با شرایط محیطی یکسان می تواند خود را در موارد زیر نشان دهد:

شباهت ژنتیکی

شباهت مورفولوژیکی

سازگاری موجودات با محیط به وجود می آید و تثبیت می شود:

در فرآیند انتخاب طبیعی

در فرآیند انتخاب مصنوعی

به طور غیر ارادی در نتیجه جهش

انطباق موجودات با محیط با موارد زیر مشخص می شود:

ویژگی های فرم بدن

ویژگی های ساختار داخلی موجودات

ویژگی های رفتار حیوانات

همه موارد فوق

مشاهده محتویات سند
"آزمایشگاه شماره 5"

کار آزمایشگاهی شماره 5

ویژگی‌های مقایسه‌ای اکوسیستم‌های طبیعی (علفزار) و سیستم‌های کشاورزی (گندمزار).

هدف کار: مقایسه بیوژئوسنوز طبیعی و آگروسنوز را یاد بگیرید. دلایل شباهت ها و تفاوت های شناسایی شده را توضیح دهد و بتواند تغییرات آنها را پیش بینی کند.

پیش رفتن:

1. ارزیابی نیروهای محرک شکل دهنده اکوسیستم های طبیعی و کشاورزی.

2. برخی از ویژگی های کمی اکوسیستم ها را ارزیابی کنید.

3. جدول 1 را پر کنید.

4. اکوسیستم طبیعی و آگروسنوز نشان داده شده در شکل ها را مقایسه کنید و ویژگی های صحیح را از گزینه های پیشنهادی انتخاب کنید.

5. جدول 2 را پر کنید.

میز 1.

: بیشتر، کمتر، اقدام با هدف دستیابی به حداکثر بهره وری است، بر اکوسیستم تأثیر می گذارد، تأثیر بر اکوسیستم حداقل است، بر اکوسیستم تأثیر نمی گذارد، بیشتر، کمتر.

جدول 2.

از لیست انتخاب کنید و وارد جدول شوید: حضور مصرف کنندگان در زنجیره غذایی، عنصر اجباری زنجیره غذایی انسان است که با انواع سوله های اکولوژیکی مشخص می شود، برخی از انرژی یا مواد شیمیایی می توانند به طور مصنوعی توسط انسان وارد شوند، مواد معدنی استخراج شده توسط تولیدکنندگان به کشور بازگردانده می شوند. خاک، حضور تولیدکنندگان در زنجیره‌های غذایی، وجود تجزیه‌کننده‌ها در زنجیره‌های غذایی، اکوسیستم پایدار در طول زمان بدون دخالت انسان، مواد معدنی استخراج‌شده توسط تولیدکنندگان از خاک از اکوسیستم حذف می‌شوند، اکوسیستم به سرعت بدون دخالت انسان فرو می‌ریزد. انسان تأثیر کمی بر چرخه مواد دارد، منبع اصلی انرژی خورشید است.

نتیجه.

مشاهده محتویات سند
"آزمایشگاه شماره 3"

کار عملی 3.

"تحلیل و ارزیابی جنبه های اخلاقی توسعه برخی تحقیقات در بیوتکنولوژی"

هدف: تجزیه و تحلیل جنبه های توسعه برخی از تحقیقات در بیوتکنولوژی.

تجهیزات: مطالب نظری در مورد موضوع، کارت های وظیفه.

پیش رفتن.

تمرین 1.

مطالب نظری را با موضوع "بیوتکنولوژی است ..." مطالعه کنید و جدول را پر کنید:

وظیفه 2. مطالب نظری را در مورد موضوع "کلونینگ" مطالعه کنید و جدول را پر کنید:

در مورد مسائل اخلاقی بیوتکنولوژی نتیجه گیری کنید.

درخواست برای PR 3 (مواد نظری)

فناوری‌هایی با پیشوند «بیو»

مهندسی ژنتیک و سلولی
مهندسی ژنتیک و سلولی مهمترین روشها (ابزار) زیربنای بیوتکنولوژی مدرن هستند.
هدف روش های مهندسی سلول ساخت انواع جدیدی از سلول ها است. آنها را می توان برای بازآفرینی یک سلول زنده از قطعات منفرد سلول های مختلف، ترکیب سلول های کامل از گونه های مختلف برای تشکیل سلولی که حامل مواد ژنتیکی سلول های اصلی و سایر عملیات است، استفاده کرد.

هدف روش های مهندسی ژنتیک ساخت ترکیب های جدیدی از ژن هایی است که در طبیعت وجود ندارند. در نتیجه استفاده از روش‌های مهندسی ژنتیک، می‌توان مولکول‌های RNA و DNA نوترکیب (اصلاح‌یافته) را به دست آورد که ژن‌های جداگانه (رمزکننده) محصول مناسب) از سلول های هر موجود زنده. پس از انجام دستکاری های خاصی با این ژن ها، آنها به موجودات دیگر (باکتری ها، مخمرها و پستانداران) وارد می شوند که با دریافت یک ژن (ژن) جدید، قادر به سنتز محصولات نهایی با خواص تغییر یافته در جهت دلخواه خواهند بود. یک شخص. به عبارت دیگر، مهندسی ژنتیک به دست آوردن کیفیت های مشخص (مطلوب) موجودات متغیر یا اصلاح شده ژنتیکی یا گیاهان و حیوانات به اصطلاح «تراریخته» را ممکن می سازد.

مهندسی ژنتیک بیشترین کاربرد خود را در کشاورزی و پزشکی پیدا کرده است.

مردم همیشه به این فکر کرده‌اند که چگونه می‌توانند کنترل طبیعت را یاد بگیرند و به دنبال راه‌هایی برای به دست آوردن گیاهانی با ویژگی‌های بهبود یافته بودند: با عملکرد بالا، میوه‌های بزرگتر و خوشمزه‌تر، یا با افزایش مقاومت به سرما. از زمان های قدیم، روش اصلی مورد استفاده برای این اهداف انتخاب بوده است. تا به امروز به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد و با هدف ایجاد و بهبود گونه های موجود گیاهان کشت شده، نژادهای حیوانات اهلی و گونه هایی از میکروارگانیسم ها با صفات و خواص ارزشمند برای انسان است.

انتخاب بر اساس انتخاب گیاهان (حیوانات) با صفات مطلوب مشخص و تلاقی بیشتر چنین موجوداتی است، در حالی که مهندسی ژنتیک اجازه مداخله مستقیم در دستگاه ژنتیکی سلول را می دهد. توجه به این نکته حائز اهمیت است که در طی اصلاح نژاد سنتی، به دست آوردن هیبریدهایی با ترکیب مطلوب صفات مفید بسیار دشوار است، زیرا قطعات بسیار بزرگی از ژنوم هر یک از والدین به فرزندان منتقل می شود، در حالی که روش های مهندسی ژنتیک اغلب این امکان را فراهم می کند که با یک یا چند ژن کار می کند و تغییرات آنها بر عملکرد سایر ژن ها تأثیر نمی گذارد. در نتیجه، بدون از دست دادن سایر خواص مفید گیاه، می توان یک یا چند صفت مفید را اضافه کرد که برای ایجاد انواع جدید و اشکال جدید گیاهان بسیار ارزشمند است. به عنوان مثال، تغییر مقاومت گیاهان در برابر آب و هوا و تنش، یا حساسیت آنها به حشرات یا بیماری های رایج در مناطق خاص، به خشکی و غیره ممکن شده است. دانشمندان حتی امیدوارند گونه های درختی را به دست آورند که در برابر آتش مقاوم باشند. تحقیقات گسترده ای برای بهبود در حال انجام است ارزش غذاییانواع محصولات کشاورزی مانند ذرت، سویا، سیب زمینی، گوجه فرنگی، نخود و غیره.

از نظر تاریخی، "سه موج" در ایجاد گیاهان اصلاح شده ژنتیکی وجود دارد:

موج دوم - آغاز دهه 2000 - ایجاد گیاهان با خواص مصرفی جدید: دانه های روغنی با افزایش محتواو ترکیب اصلاح شده روغن ها، میوه ها و سبزیجات با محتوای بالاتر ویتامین، غلات مغذی تر و غیره.

امروزه دانشمندان در حال ایجاد گیاهان «موج سوم» هستند که در 10 سال آینده در بازار ظاهر خواهند شد: گیاهان واکسن، گیاهان بیوراکتور برای تولید محصولات صنعتی (اجزای انواع مختلفپلاستیک، رنگ، روغن های فنی و غیره)، گیاهان - کارخانه های داروسازی و غیره.

کار مهندسی ژنتیک در دامپروری کار دیگری دارد. کاملا هدف قابل دستیابیدر سطح فعلی فناوری، ایجاد حیوانات تراریخته با یک ژن هدف خاص است. به عنوان مثال، ژن برخی از هورمون های حیوانی ارزشمند (به عنوان مثال، هورمون رشد) به طور مصنوعی به یک باکتری وارد می شود که شروع به تولید آن در مقادیر زیاد می کند. مثال دیگر: بزهای تراریخته در نتیجه معرفی ژن مربوطه، می توانند پروتئین خاصی تولید کنند، فاکتور VIII که از خونریزی در بیماران مبتلا به هموفیلی جلوگیری می کند یا آنزیمی ترومبوکیناز که باعث جذب لخته های خون در خون می شود. عروق، که برای پیشگیری و درمان ترومبوفلبیت در افراد مهم است. حیوانات تراریخته این پروتئین ها را بسیار سریعتر تولید می کنند و خود این روش بسیار ارزان تر از روش سنتی است.

در پایان دهه 90 قرن XX. دانشمندان آمریکایی به تولید حیوانات مزرعه با شبیه سازی سلول های جنینی نزدیک شده اند، اگرچه این جهت هنوز به تحقیقات جدی بیشتری نیاز دارد. اما در پیوند خارجی - پیوند اعضا از یک نوع موجود زنده به دیگری - نتایج بدون شک به دست آمده است. بیشترین موفقیت ها با استفاده از خوک هایی با ژن های انسانی انتقال یافته در ژنوتیپ خود به عنوان اهدا کننده اندام های مختلف به دست آمده است. در این مورد، حداقل خطر رد عضو وجود دارد.

دانشمندان همچنین پیشنهاد می کنند که انتقال ژن به کاهش حساسیت انسان به شیر گاو کمک می کند. تغییرات هدفمند در DNA گاوها همچنین باید به کاهش محتوای اسیدهای چرب اشباع و کلسترول در شیر منجر شود و آن را حتی سالم تر کند.
خطر بالقوه استفاده از ارگانیسم های اصلاح شده ژنتیکی در دو جنبه بیان می شود: ایمنی مواد غذایی برای سلامت انسان و پیامدهای زیست محیطی. بنابراین مهمترین قدم در ایجاد یک محصول اصلاح شده ژنتیکی باید بررسی جامع آن باشد تا از خطر اینکه محصول حاوی پروتئین هایی باشد که باعث ایجاد حساسیت، مواد سمی یا برخی از اجزای خطرناک جدید می شود، جلوگیری شود.

اهمیت بیوتکنولوژی برای پزشکی .
علاوه بر کاربرد گسترده آن در کشاورزی، یک صنعت کامل بر اساس مهندسی ژنتیک پدید آمده است. صنعت داروسازی، صنعت DNA نامیده می شود و یکی از شاخه های مدرن بیوتکنولوژی است. بیش از یک چهارم تمام داروهایی که در حال حاضر در جهان استفاده می شود، حاوی موادی از گیاهان هستند. گیاهان اصلاح شده ژنتیکی منبع ارزان و ایمن برای به دست آوردن پروتئین های دارویی کاملاً کاربردی (آنتی بادی ها، واکسن ها، آنزیم ها و غیره) هم برای انسان و هم برای حیوانات هستند. نمونه هایی از استفاده از مهندسی ژنتیک در پزشکی نیز تولید انسولین انسانی با استفاده از باکتری های اصلاح شده ژنتیکی، تولید اریتروپویتین (هورمونی که تشکیل گلبول های قرمز خون را تحریک می کند) است. مغز استخوان. نقش فیزیولوژیکیاین هورمون برای تنظیم تولید گلبول های قرمز خون بسته به نیاز بدن به اکسیژن) در کشت سلولی (یعنی خارج از بدن انسان) یا نژادهای جدید موش های آزمایشی برای تحقیقات علمی است.

توسعه روش های مهندسی ژنتیک مبتنی بر ایجاد DNA نوترکیب منجر به "رونق بیوتکنولوژیکی" شد که ما شاهد آن هستیم. به لطف دستاوردهای علم در این زمینه، نه تنها ایجاد "رآکتورهای بیولوژیکی"، حیوانات تراریخته، گیاهان اصلاح شده ژنتیکی، بلکه همچنین انجام تاییدیه ژنتیکی (مطالعه و تجزیه و تحلیل کامل ژنوتیپ یک فرد، معمولاً انجام می شود) ممکن شده است. بلافاصله پس از تولد، برای تعیین استعداد ابتلا به بیماری های مختلف، یک واکنش ناکافی (آلرژیک) احتمالی به برخی داروها، و همچنین تمایل به انواع خاصی از فعالیت ها). گواهی ژنتیک به شما امکان می دهد خطرات بیماری های قلبی عروقی و سرطانی را پیش بینی و کاهش دهید، بیماری های عصبی و فرآیندهای پیری را مطالعه و از آن جلوگیری کنید، ویژگی های عصبی-فیزیولوژیکی فرد را در سطح مولکولی تجزیه و تحلیل کنید، بیماری های ژنتیکی را تشخیص دهید، واکسن های DNA را ایجاد کنید، ژن درمانی. برای بیماری های مختلف و غیره

در قرن بیستم، در اکثر کشورهای جهان، تلاش اصلی پزشکی برای مبارزه با بیماری های عفونی، کاهش مرگ و میر نوزادان و افزایش امید به زندگی. کشورهایی که سیستم‌های مراقبت بهداشتی توسعه‌یافته‌تری دارند، در این راه به قدری موفق بوده‌اند که این امکان را پیدا کرده‌اند که تمرکز خود را به درمان معطوف کنند. بیماری های مزمن، بیماری ها سیستم قلبی عروقیو بیماری های انکولوژیک، زیرا این گروه از بیماری ها بودند که بیشترین درصد افزایش مرگ و میر را داشتند.

در عین حال، جستجو برای روش ها و رویکردهای جدید بود. مهم است که علم نقش مهم استعداد ارثی را در بروز بیماری های گسترده ای مانند بیماری ایسکمیکبیماری های قلبی، فشار خون، زخم معده و دوازدهه، پسوریازیس، آسم برونشبدیهی است که برای درمان و پیشگیری موثر از این بیماری ها که در عمل پزشکان همه تخصص ها با آن مواجه می شوند، شناخت مکانیسم های تعامل بین محیطی و محیطی ضروری است. عوامل ارثیدر ظهور و توسعه آنها، و بنابراین، پیشرفت بیشتر در مراقبت های بهداشتی بدون توسعه روش های بیوتکنولوژیکی در پزشکی غیر ممکن است. در سال‌های اخیر، این حوزه‌ها اولویت‌بندی شده و به سرعت در حال توسعه هستند.

ارتباط انجام تحقیقات ژنتیکی قابل اعتماد بر اساس رویکردهای بیوتکنولوژیکی نیز آشکار است زیرا در حال حاضر بیش از 4000 بیماری ارثی شناخته شده است. حدود 5-5.5 درصد کودکان با بیماری های ارثی یا مادرزادی متولد می شوند. حداقل 30 درصد از مرگ و میر کودکان در دوران بارداری و پس از زایمان به این دلیل است نقایص مادرزادیتوسعه و بیماری های ارثی. پس از 20-30 سال، بسیاری از بیماری ها که فرد فقط استعداد ارثی داشت ظاهر می شود. این تحت تأثیر عوامل مختلف محیطی رخ می دهد: شرایط زندگی، عادت های بد، عوارض بعد از بیماری و غیره.

در حال حاضر، فرصت‌های عملی برای کاهش یا تعدیل قابل توجه ظاهر شده است تاثیر منفیعوامل ارثی ژنتیک پزشکی توضیح داده است که علت بسیاری از جهش های ژنیتعامل با شرایط نامساعد محیطی است و بنابراین با حل مشکلات زیست محیطی می توان از بروز سرطان، آلرژی، بیماری های قلبی عروقی و ... دیابت قندی, بیماری روانیو حتی برخی از بیماری های عفونی. در همان زمان، دانشمندان توانستند ژن های مسئول تظاهرات آسیب شناسی های مختلف و کمک به افزایش امید به زندگی را شناسایی کنند. با استفاده از روش های ژنتیک پزشکی، نتایج خوبی در درمان 15 درصد بیماری ها به دست آمد و تقریباً در 50 درصد بیماری ها بهبود قابل توجهی مشاهده شد.

بنابراین، دستاوردهای چشمگیر در زمینه ژنتیک این امکان را فراهم کرده است که نه تنها به سطح مولکولی مطالعه ساختارهای ژنتیکی بدن دست یابیم، بلکه ماهیت بسیاری از بیماری های جدی انسان را آشکار کنیم و به ژن درمانی نزدیک شویم.

علاوه بر این، بر اساس دانش ژنتیک پزشکی، فرصت هایی برای تشخیص زودهنگام بیماری های ارثی و پیشگیری به موقع از آسیب شناسی ارثی پدید آمده است.

مهمترین حوزه ژنتیک پزشکی در حال حاضر توسعه روشهای جدید برای تشخیص بیماریهای ارثی از جمله بیماریهای با استعداد ارثی است. امروزه، تشخیص قبل از لانه گزینی دیگر هیچ کس را شگفت زده نمی کند - روشی برای تشخیص جنین در مراحل اولیه رشد داخل رحمی، زمانی که یک متخصص ژنتیک، تنها یک سلول از نوزاد متولد نشده را با حداقل تهدید برای زندگی او حذف می کند، تشخیص دقیق می دهد یا در مورد یک هشدار می دهد. استعداد ارثی به یک بیماری خاص

به عنوان یک رشته نظری و بالینی، ژنتیک پزشکی به طور فشرده در جهات مختلف توسعه می یابد: مطالعه ژنوم انسان، سیتوژنتیک، ژنتیک مولکولی و بیوشیمیایی، ایمونوژنتیک، ژنتیک تکاملی، ژنتیک جمعیت، ژنتیک بالینی.
به لطف گسترش روزافزون استفاده از روش‌های بیوتکنولوژیک در داروسازی و پزشکی، مفهوم جدیدی از "پزشکی شخصی" پدیدار شده است، زمانی که بیمار بر اساس ویژگی‌های فردی خود، از جمله ویژگی‌های ژنتیکی، درمان می‌شود و حتی داروهای مورد استفاده در فرآیند درمان نیز تولید می‌شوند. به صورت جداگانه برای هر بیمار خاص با در نظر گرفتن وضعیت او. ظهور چنین داروهایی به ویژه به لطف استفاده از روش بیوتکنولوژیکی مانند هیبریداسیون (همجوشی مصنوعی) سلول ها امکان پذیر شد. فرآیندهای هیبریداسیون سلولی و تولید هیبریدها هنوز به طور کامل مورد مطالعه و توسعه قرار نگرفته است، اما مهم است که با کمک آنها تولید آنتی بادی های مونوکلونال ممکن شده است. آنتی‌بادی‌های مونوکلونال پروتئین‌های «محافظتی» ویژه‌ای هستند که توسط سلول‌های سیستم ایمنی انسان در پاسخ به ظاهر شدن هر عامل خارجی (به نام آنتی‌ژن) در خون تولید می‌شوند: باکتری‌ها، ویروس‌ها، سموم و غیره. آنتی بادی های مونوکلونال ویژگی فوق العاده و منحصر به فردی دارند و هر آنتی بادی فقط آنتی ژن خود را می شناسد، به آن متصل می شود و آن را برای انسان ایمن می کند. در پزشکی مدرن، آنتی بادی های مونوکلونال به طور گسترده ای استفاده می شود اهداف تشخیصی. در حال حاضر، آنها همچنین به عنوان داروهای بسیار موثر برای درمان فردی بیماران مبتلا به بیماری های جدی مانند سرطان، ایدز و غیره استفاده می شوند.

شبیه سازی

شبیه سازی یکی از روش هایی است که در بیوتکنولوژی برای تولید فرزندان یکسان از طریق تولید مثل غیرجنسی استفاده می شود. در غیر این صورت، شبیه سازی را می توان به عنوان فرآیند ساخت نسخه های ژنتیکی یکسان از یک سلول یا ارگانیسم منفرد تعریف کرد. یعنی موجوداتی که در نتیجه شبیه سازی به دست می آیند نه تنها از نظر ظاهری مشابه هستند، بلکه اطلاعات ژنتیکی نهفته در آنها نیز کاملاً یکسان است.

اصطلاح "کلونینگ" از کلمه انگلیسی clone، شبیه سازی (شاخه، شاخه، فرزندان) گرفته شده است که به گروهی از گیاهان (مثلاً درختان میوه) اشاره دارد که از یک گیاه تولید کننده به روش رویشی (نه بذر) به دست می آیند. بعداً نام "کلونینگ" به فناوری توسعه یافته برای به دست آوردن ارگانیسم های یکسان منتقل شد که "جایگزینی هسته سلول" نیز نامیده می شود. ارگانیسم های به دست آمده با استفاده از این فناوری به کلون معروف شدند. در اواخر دهه 1990 قرن بیستم، امکان استفاده از این فناوری برای به دست آوردن انسان های ژنتیکی یکسان آشکار شد، یعنی شبیه سازی انسان واقعی شد.

در طبیعت، شبیه سازی در موجودات مختلف گسترده است. در گیاهان، شبیه‌سازی طبیعی در طی روش‌های مختلف تکثیر رویشی، در حیوانات - در طی پارتنوژنز و اشکال مختلف چند جنینی (پلی‌مبریونی: از "پلی-" و جنین یونانی - "جنین" - در حیوانات تشکیل چندین جنین (دوقلو) از یک زیگوت در نتیجه تقسیم نادرست آن به دلیل تأثیر عوامل تصادفی است). در انسان، نمونه ای از چند جنینی تولد دوقلوهای همسان است که کلون های طبیعی هستند. تولید مثل کلونال در بین سخت پوستان و حشرات گسترده است.

اولین ارگانیسم چند سلولی شبیه سازی شده مصنوعی دالی گوسفند در سال 1997 بود. در سال 2007، الیزابت دوم به یکی از خالقان گوسفند شبیه سازی شده به دلیل این دستاورد علمی نشان شوالیه اعطا کرد.

ماهیت تکنیک "انتقال هسته ای" مورد استفاده در شبیه سازی، جایگزینی هسته سلولی خود تخمک بارور شده با هسته ای است که از سلول بدن استخراج می شود، که یک نسخه ژنتیکی دقیق از آن برنامه ریزی شده است. تا به امروز، نه تنها روش هایی برای تکثیر ارگانیسمی که سلول از آن گرفته شده است، بلکه موجودی که ماده ژنتیکی از آن گرفته شده است، ایجاد شده است. امکان بالقوه تولید مثل یک ارگانیسم مرده وجود دارد، حتی در مواردی که کمترین قسمت از آن باقی مانده باشد - فقط لازم است که مواد ژنتیکی (DNA) را بتوان از آنها جدا کرد.

شبیه سازی موجودات می تواند کامل یا جزئی باشد. با شبیه سازی کامل، کل ارگانیسم بازسازی می شود و با شبیه سازی جزئی، تنها بافت های خاصی از بدن بازسازی می شوند.

فناوری بازآفرینی یک ارگانیسم کامل در صورت نیاز به حفظ گونه های کمیاب حیوانات یا احیای گونه های منقرض شده بسیار امیدوار کننده است.

شبیه‌سازی جزئی می‌تواند به مهم‌ترین جهت در پزشکی تبدیل شود، زیرا بافت‌های شبیه‌سازی شده می‌توانند کمبود و نقص بافت‌های خود بدن انسان را جبران کنند و آنچه مهم است، در طول پیوند رد نمی‌شوند. چنین شبیه سازی درمانی در ابتدا شامل به دست آوردن یک ارگانیسم کامل نیست. رشد آن عمداً در مراحل اولیه متوقف می‌شود و سلول‌های حاصل که سلول‌های بنیادی جنینی نامیده می‌شوند (سلول‌های بنیادی جنینی یا جنینی ابتدایی‌ترین سلول‌هایی هستند که در مراحل اولیه رشد جنینی به وجود می‌آیند و می‌توانند به تمام سلول‌های جنینی تبدیل شوند. بدن بالغ) برای تولید بافت های لازم یا سایر محصولات بیولوژیکی استفاده می شود. به طور تجربی ثابت شده است که شبیه سازی درمانی می تواند با موفقیت برای درمان برخی از بیماری های انسانی که هنوز غیرقابل درمان در نظر گرفته می شوند (بیماری آلزایمر، بیماری پارکینسون، حمله قلبی، سکته مغزی، دیابت، سرطان، لوسمی و غیره) استفاده شود و به جلوگیری از تولد کودکان مبتلا به سندرم داون و دیگران بیماری های ژنتیکی. دانشمندان امکان استفاده موفقیت آمیز از روش های شبیه سازی را در مبارزه با پیری و افزایش امید به زندگی می بینند. مهمترین کاربرد این فناوری در زمینه تولید مثل - در صورت ناباروری اعم از زن و مرد است.

همچنین چشم اندازهای جدیدی برای استفاده از شبیه سازی در کشاورزی و دامپروری باز می شود. از طریق شبیه سازی، می توان حیواناتی با بهره وری بالا از تخم، شیر، پشم یا حیواناتی که دفع می کنند به دست آورد. برای یک فرد لازم استآنزیم ها (انسولین، اینترفرون و غیره). با ترکیب روش‌های مهندسی ژنتیک با شبیه‌سازی، می‌توان گیاهان زراعی تراریخته را توسعه داد که بتوانند از خود در برابر آفات محافظت کنند یا در برابر بیماری‌های خاص مقاوم باشند.

در اینجا فقط برخی از فرصت هایی که از طریق استفاده از این آخرین فناوری در دسترس است، فهرست شده است. با این حال، با وجود تمام مزایا و چشم اندازهای آن، که برای حل بسیاری از مشکلات بشریت بسیار مهم است، شبیه سازی یکی از حوزه های مورد بحث علم و عمل پزشکی است. این به دلیل ماهیت حل نشده طیف کاملی از جنبه های اخلاقی، اخلاقی و قانونی مربوط به دستکاری جنسی و سلول های بنیادی، سرنوشت جنین و شبیه سازی انسان است.

برخی از جنبه های اخلاقی و قانونی استفاده از روش های بیوتکنولوژیکی

اخلاق آموزه اخلاق است که بر اساس آن فضیلت اصلی توانایی یافتن حد وسط بین دو افراط است. این علم توسط ارسطو پایه گذاری شد.

اخلاق زیستی بخشی از اخلاق است که جنبه اخلاقی فعالیت انسان در پزشکی و زیست شناسی را مطالعه می کند. این اصطلاح توسط V.R. پیشنهاد شد. پاتر در سال 1969
در معنای محدود، اخلاق زیستی به مجموعه ای از مشکلات اخلاقی در حوزه پزشکی اشاره دارد. در یک مفهوم گسترده، اخلاق زیستی به مطالعه مشکلات اجتماعی، زیست محیطی، پزشکی و اجتماعی- حقوقی اشاره دارد که نه تنها بر انسان، بلکه بر هر موجود زنده موجود در اکوسیستم تأثیر می گذارد. یعنی دارای جهت گیری فلسفی است، نتایج توسعه فناوری ها و ایده های جدید در پزشکی، بیوتکنولوژی و به طور کلی زیست شناسی را ارزیابی می کند.

روش‌های بیوتکنولوژیک مدرن دارای چنان پتانسیل قدرتمند و کاملاً کشف نشده‌ای هستند که استفاده گسترده از آنها تنها با رعایت دقیق استانداردهای اخلاقی امکان‌پذیر است. اصول اخلاقی موجود در جامعه ما را ملزم به سازش بین مصالح جامعه و فرد می کند. علاوه بر این، منافع فردی در حال حاضر بالاتر از منافع جامعه قرار گرفته است. بنابراین، رعایت و توسعه بیشتر استانداردهای اخلاقی در این زمینه، در درجه اول باید در جهت حفظ کامل منافع انسانی باشد.

ورود گسترده به عمل پزشکی و تجاری‌سازی فناوری‌های اساساً جدید در زمینه مهندسی ژنتیک و شبیه‌سازی، نیاز به ایجاد یک چارچوب قانونی مناسب برای تنظیم کلیه جنبه‌های قانونی فعالیت‌ها در این حوزه‌ها را به دنبال داشته است.

جدیدترین بیوتکنولوژی ها امکانات بسیار زیادی را برای مداخله در فعالیت های موجودات زنده ایجاد می کند و ناگزیر انسان را در برابر یک سوال اخلاقی قرار می دهد: تا چه حد مجاز است در فرآیندهای طبیعی دخالت کند؟ هر گونه بحث در مورد مسائل بیوتکنولوژیک به جنبه علمی موضوع محدود نمی شود. در طول این بحث‌ها، دیدگاه‌های کاملاً متضاد اغلب در مورد استفاده و توسعه بیشتر روش‌های بیوتکنولوژیکی خاص، عمدتاً مانند:
- مهندسی ژنتیک،
- پیوند اعضا و سلول ها برای اهداف درمانی؛
- شبیه سازی - ایجاد مصنوعی یک موجود زنده.
- استفاده از داروهایی که بر فیزیولوژی سیستم عصبی برای اصلاح رفتار، ادراک عاطفی از جهان و غیره تأثیر می گذارد.

رویه ای که در جوامع دموکراتیک مدرن وجود دارد نشان می دهد که این بحث ها نه تنها برای درک کامل تر از همه "مزایا" و "معایب" استفاده از روش هایی که از قبل در سطح ژنتیک به زندگی شخصی افراد حمله می کنند، کاملاً ضروری هستند. آنها همچنین امکان بحث در مورد جنبه های اخلاقی و تعیین پیامدهای دراز مدت استفاده از بیوتکنولوژی را فراهم می کنند، که به نوبه خود به قانونگذاران کمک می کند تا چارچوب قانونی مناسبی را برای تنظیم این حوزه فعالیت در جهت حفظ حقوق فردی ایجاد کنند.

اجازه دهید در حوزه‌هایی از تحقیقات بیوتکنولوژیکی که مستقیماً با خطر بالای نقض حقوق فردی مرتبط هستند و داغ‌ترین بحث‌ها را در مورد استفاده گسترده از آنها ایجاد می‌کنند بمانیم: پیوند اعضا و سلول‌ها برای اهداف درمانی و شبیه‌سازی.
در سال‌های اخیر، علاقه به مطالعه و استفاده از سلول‌های بنیادی جنینی انسان در زیست‌پزشکی و تکنیک‌های شبیه‌سازی برای به دست آوردن آنها افزایش یافته است. همانطور که مشخص است، سلول های بنیادی جنینی قابلیت تبدیل به انواع مختلف سلول ها و بافت ها (خونساز، تولید مثلی، عضلانی، عصبی و غیره) را دارند. معلوم شد که آنها برای استفاده در ژن درمانی، پیوند شناسی، هماتولوژی، دامپزشکی، فارماکوتوکسیکولوژی، آزمایش دارو و غیره امیدوارکننده هستند.

این سلول‌ها از جنین‌های انسانی و جنین‌های 5 تا 8 هفته‌ای رشدی که در حین ختم پزشکی بارداری (در نتیجه سقط جنین) به‌دست می‌آیند جدا می‌شوند، که سؤالات متعددی را در رابطه با قانونی بودن اخلاقی و قانونی انجام تحقیقات روی جنین‌های انسانی ایجاد می‌کند، از جمله موارد زیر. :
- تحقیقات علمی روی سلول های بنیادی جنینی انسان چقدر ضروری و موجه است؟
- آیا تخریب جان انسان به خاطر پیشرفت پزشکی جایز است و این چقدر اخلاقی است؟
- آیا چارچوب قانونی برای استفاده از این فناوری ها به اندازه کافی توسعه یافته است؟

اگر درک جهانی از "آغاز زندگی" چیست، از چه لحظه ای می توانیم در مورد "فردی که نیاز به حمایت از حقوق دارد" و آنچه مشمول حمایت است صحبت کنیم، همه این مسائل بسیار آسان تر حل می شود: جنسیت انسانی. سلول ها، جنین از لحظه لقاح، جنین از مرحله خاصی از رشد داخل رحمی یا فرد از لحظه تولد؟ هر کدام از گزینه ها موافقان و مخالفان خود را دارند و هنوز در هیچ کشوری در جهان مسئله وضعیت سلول های زایا و جنین راه حل نهایی خود را پیدا نکرده است.

در تعدادی از کشورها، هرگونه تحقیق روی جنین ممنوع است (به عنوان مثال، در اتریش، آلمان). در فرانسه، حقوق جنین از لحظه لقاح محافظت می شود. در انگلستان، کانادا و استرالیا، اگرچه ایجاد جنین برای اهداف تحقیقاتی منع نشده است، اما یک سیستم قانونی برای تنظیم و کنترل چنین تحقیقاتی ایجاد شده است. در روسیه، وضعیت در این زمینه بیش از نامشخص است: فعالیت های مربوط به مطالعه و استفاده از سلول های بنیادی به اندازه کافی تنظیم نشده است و شکاف های قابل توجهی در قوانین وجود دارد که مانع از توسعه این حوزه می شود. در مورد شبیه سازی در سال 2002 قانون فدرالیک ممنوعیت موقت (5 ساله) برای شبیه سازی انسان معرفی شد، اما در سال 2007 منقضی شد و این موضوع همچنان باز است.

دانشمندان سعی می کنند به وضوح بین شبیه سازی "تباروری" که هدف آن ایجاد یک کلون است، یعنی یک موجود زنده کامل از نظر ژنوتیپ با ارگانیسم دیگر، و شبیه سازی "درمانی" که برای رشد کلنی سلول های بنیادی استفاده می شود، تمایز قائل شوند.

در مورد سلول های بنیادی، موضوع وضعیت جنین و شبیه سازی ابعاد جدیدی به خود می گیرد. این به دلیل انگیزه این نوع تحقیقات علمی، یعنی کاربرد آنها برای یافتن موارد جدید و بیشتر است راه های موثردرمان بیماری های جدی و حتی صعب العلاج. بنابراین، در برخی از کشورها (مانند ایالات متحده آمریکا، کانادا، انگلستان) که تا همین اواخر استفاده از جنین ها و فناوری های شبیه سازی برای اهداف درمانی غیرقابل قبول تلقی می شد، تغییری در موضع جامعه و دولت نسبت به مجاز بودن آنها وجود دارد. برای درمان بیماری هایی مانند مولتیپل اسکلروزیس، بیماری های آلزایمر و پارکینسون، پس از انفارکتوس میوکارد، شکست در بازسازی بافت استخوان یا غضروف، آسیب های جمجمه و صورت، دیابت، دیستروفی عضلانی و غیره استفاده می شود.

در عین حال، شبیه سازی درمانی از نظر بسیاری به عنوان اولین گام به سمت شبیه سازی تولید مثلی تلقی می شود که با نگرش های بسیار منفی در سراسر جهان مواجه شده و به طور گسترده ای ممنوع شده است.

شبیه سازی انسان در حال حاضر به طور رسمی در هیچ کجا انجام نمی شود. خطر استفاده از آن برای مقاصد تولیدمثلی در این واقعیت دیده می شود که تکنیک شبیه سازی، ترکیب طبیعی و آزاد مواد ژنتیکی پدر و مادر را که به عنوان چالشی برای کرامت انسانی تلقی می شود، حذف می کند. اغلب آنها در مورد مشکلات خودشناسی یک کلون صحبت می کنند: او باید چه کسی را به عنوان والدین خود در نظر بگیرد، چرا او یک کپی ژنتیکی از شخص دیگری است؟ علاوه بر این، شبیه سازی با موانع فنی متعددی مواجه است که سلامت و رفاه کلون را به خطر می اندازد. حقایقی وجود دارد که نشان دهنده پیری سریع کلون ها و وقوع جهش های متعدد در آنها است. مطابق با تکنیک شبیه سازی، یک کلون از یک فرد بالغ رشد می کند - نه یک سلول تولید مثلی، بلکه یک سلول جسمی، که در ساختار ژنتیکی آن به اصطلاح جهش های سوماتیک در طول سالیان متمادی رخ داده است. اگر در طی لقاح طبیعی، ژن های جهش یافته یکی از والدین توسط آنالوگ های طبیعی والدین دیگر جبران شود، در طول شبیه سازی چنین جبرانی رخ نمی دهد، که به طور قابل توجهی خطر بیماری های ناشی از جهش های جسمی را برای کلون افزایش می دهد، و بسیاری از آنها بیماری های جدی(سرطان، آرتریت، نقص ایمنی). از جمله، برخی از افراد از یک فرد شبیه سازی شده ترس دارند، از برتری احتمالی او در رشد جسمی، اخلاقی و معنوی (روانپزشک روسی V. Yarovoy معتقد است که این ترس ماهیت دارد. اختلال روانی(فوبیا) و حتی در سال 2008 نام «بیونالیسم» را به آن داد).

تنها برخی از مشکلات متعددی که در ارتباط با توسعه سریع بیوتکنولوژی ها و نفوذ آنها به زندگی بشر بوجود می آید در اینجا مورد بحث قرار گرفته است. البته نمی توان جلوی پیشرفت علم را گرفت و سوالاتی که مطرح می کند سریعتر از آن به وجود می آیند که جامعه بتواند برای آنها پاسخ پیدا کند. می توان با این وضعیت کنار آمد تنها با درک اینکه چقدر مهم است که در جامعه به طور گسترده در مورد مشکلات اخلاقی و قانونی که با توسعه بیوتکنولوژی ها و وارد شدن به آنها در عمل به وجود می آیند، بحث شود. وجود اختلافات عظیم ایدئولوژیک در این زمینه ها نیاز آگاهانه به مقررات جدی دولت را در این زمینه افزایش می دهد.

از «بیوتکنولوژی» تا «اقتصاد زیستی»

با توجه به مطالب فوق می توان نتیجه گرفت که بیوتکنولوژی های پیشرفته می توانند نقش بسزایی در بهبود کیفیت زندگی و سلامت انسان و تضمین رشد اقتصادی و اجتماعی کشورها (به ویژه در کشورهای در حال توسعه) داشته باشند.

بیوتکنولوژی می تواند تشخیص، واکسن ها و داروهای جدید تولید کند. بیوتکنولوژی می تواند به افزایش عملکرد محصولات عمده غلات کمک کند، که به ویژه در ارتباط با جمعیت رو به رشد زمین اهمیت دارد. در بسیاری از کشورهایی که حجم زیادی از زیست توده بدون استفاده یا استفاده ناکافی است، بیوتکنولوژی می‌تواند راه‌هایی برای تبدیل آن‌ها به محصولات با ارزش و همچنین پردازش آن‌ها با استفاده از روش‌های بیوتکنولوژیکی برای تولید انواع مختلف سوخت‌های زیستی ارائه دهد. علاوه بر این، با برنامه ریزی و مدیریت صحیح می توان از بیوتکنولوژی در مناطق کوچک به عنوان ابزاری برای صنعتی سازی مناطق روستایی برای ایجاد صنایع کوچک استفاده کرد که توسعه فعالتر مناطق خالی را تضمین می کند و مشکل اشتغال را حل می کند.

یکی از ویژگی های توسعه بیوتکنولوژی در قرن 21 نه تنها رشد سریع آن است علوم کاربردی، به طور فزاینده ای به بخشی از زندگی روزمره افراد تبدیل می شود و مهمتر از آن - فراهم کردن فرصت های استثنایی برای توسعه مؤثر (فشرده، نه گسترده) تقریباً در تمام بخش های اقتصاد است. یک شرط ضروریتوسعه پایدار جامعه و در نتیجه تأثیری دگرگون کننده بر پارادایم توسعه جامعه به عنوان یک کل دارد.

نفوذ گسترده بیوتکنولوژی به اقتصاد جهانی در این واقعیت منعکس شده است که حتی اصطلاحات جدیدی برای نشان دادن ماهیت جهانی این فرآیند شکل گرفته است. بنابراین استفاده از روش های بیوتکنولوژیک در تولید صنعتی، شروع به نام "بیوتکنولوژی سفید" کرد تولید داروییو پزشکی - "بیوتکنولوژی قرمز"، در تولیدات کشاورزی و دامپروری - "بیوتکنولوژی سبز" و برای کشت مصنوعی و پردازش بیشتر موجودات آبزی (آبزی پروری یا دریانوردی) - "بیوتکنولوژی آبی". و اقتصادی که همه این حوزه‌های نوآورانه را با هم ادغام می‌کند، «اقتصاد زیستی» نامیده می‌شود. وظیفه گذار از اقتصاد سنتی به نوع جدید اقتصاد - اقتصاد زیستی مبتنی بر نوآوری و استفاده گسترده از قابلیت های بیوتکنولوژی در صنایع مختلف و همچنین در زندگی روزمرهانسان، قبلاً در بسیاری از کشورهای جهان به عنوان یک هدف استراتژیک اعلام شده است.

مشاهده محتویات سند
"آزمایشگاه شماره 4"

کار آزمایشگاهی شماره 4

"تحلیل و ارزیابی فرضیه های مختلف برای پیدایش حیات"

هدف:آشنایی با فرضیه های مختلف منشأ حیات روی زمین.

پیش رفتن.

جدول را پر کنید:

به این سوال پاسخ دهید: شما شخصاً به کدام نظریه پایبند هستید؟ چرا؟

"تنوع نظریه های منشأ حیات بر روی زمین."

1. آفرینش گرایی.

بر اساس این نظریه، زندگی در نتیجه برخی از رویدادهای ماوراء طبیعی در گذشته به وجود آمده است. پیروان تقریباً همه گسترده ترین آموزه های دینی به آن پایبند هستند. دیدگاه سنتی یهودی-مسیحی درباره آفرینش، همانطور که در کتاب پیدایش آمده است، بحث برانگیز بوده و همچنان ادامه دارد. اگرچه همه مسیحیان قبول دارند که کتاب مقدس عهد خدا با انسان است، اما در مورد طول "روز" ذکر شده در کتاب پیدایش اختلاف نظر وجود دارد. برخی بر این باورند که جهان و همه موجوداتی که در آن زندگی می کنند در 6 روز 24 ساعته خلق شده اند. سایر مسیحیان کتاب مقدس را به عنوان یک کتاب علمی نمی دانند و معتقدند که کتاب پیدایش به شکلی قابل درک برای مردم مکاشفه الهیاتی را در مورد خلقت همه موجودات زنده توسط خالق قادر مطلق بیان می کند. فرآیند آفرینش الهی جهان به گونه ای تصور می شود که فقط یک بار اتفاق افتاده است و بنابراین برای مشاهده غیرقابل دسترس است. همین امر کافی است تا کل مفهوم خلقت الهی را از دایره تحقیقات علمی خارج کند. علم فقط به آن دسته از پدیده هایی می پردازد که قابل مشاهده است و بنابراین هرگز نمی تواند این مفهوم را اثبات یا رد کند.

2. نظریه حالت پایدار.

بر اساس این نظریه، زمین هرگز به وجود نیامده، بلکه برای همیشه وجود داشته است. همیشه قادر به حمایت از زندگی است، و اگر تغییر کرده باشد، بسیار کم تغییر کرده است. گونه ها نیز همیشه وجود داشته اند. روش‌های قدمت مدرن تخمین‌های فزاینده‌ای از سن زمین ارائه می‌دهند، که طرفداران نظریه حالت پایدار را به این باور می‌رساند که زمین و گونه‌ها همیشه وجود داشته‌اند. هر گونه دو احتمال دارد - یا تغییر در تعداد یا انقراض. طرفداران این نظریه تشخیص نمی دهند که وجود یا عدم وجود بقایای فسیلی خاص ممکن است نشان دهنده زمان ظهور یا انقراض یک گونه خاص باشد و به عنوان مثال نماینده ماهی باله دار - کولاکانت را ذکر می کنند. بر اساس داده های دیرینه شناسی، حیوانات لوب باله حدود 70 میلیون سال پیش منقرض شدند. با این حال، هنگامی که نمایندگان زنده باله های لوب در منطقه ماداگاسکار یافت شدند، این نتیجه گیری باید مورد تجدید نظر قرار می گرفت. طرفداران نظریه حالت پایدار استدلال می کنند که تنها با مطالعه گونه های زنده و مقایسه آنها با بقایای فسیلی می توان در مورد انقراض نتیجه گرفت و حتی در این صورت ممکن است نادرست باشد. ظهور ناگهانی یک گونه فسیلی در یک سازند خاص با افزایش جمعیت یا جابجایی آن به مکان های مساعد برای حفظ بقایای آن توضیح داده می شود.

3. نظریه پان اسپرمی.

این نظریه هیچ مکانیسمی برای توضیح منشاء اولیه حیات ارائه نمی دهد، اما ایده منشاء فرازمینی آن را مطرح می کند. بنابراین نمی توان آن را نظریه ای در باب پیدایش حیات به حساب آورد; به سادگی مشکل را به مکان دیگری در جهان منتقل می کند. این فرضیه توسط J. Liebig و G. Richter در وسط مطرح شد نوزدهمقرن. بر اساس فرضیه پانسپرمیا، حیات برای همیشه وجود دارد و توسط شهاب سنگ ها از سیاره ای به سیاره دیگر منتقل می شود. ساده ترین موجودات یا هاگ آنها ("دانه های حیات")، که به سیاره ای جدید می رسند و شرایط مطلوبی را در اینجا پیدا می کنند، تکثیر می شوند و باعث تکامل از ساده ترین اشکال به پیچیده می شوند. این امکان وجود دارد که حیات روی زمین از یک کلونی از میکروارگانیسم های رها شده از فضا به وجود آمده باشد. برای اثبات این نظریه، از مشاهده های متعدد بشقاب پرنده ها، نقاشی های صخره ای از اشیاء شبیه موشک و فضانوردان، و گزارش هایی از برخورد ادعایی با بیگانگان استفاده می شود. هنگام مطالعه مواد شهاب سنگ ها و دنباله دارها، بسیاری از "پیش سازهای حیات" در آنها کشف شد - موادی مانند سیانوژن ها، اسید هیدروسیانیک و ترکیبات آلی، که ممکن است نقش "دانه هایی" را ایفا کرده باشند که بر روی زمین لخت افتاده اند. طرفداران این فرضیه برندگان جایزه نوبل F. Crick و L. Orgel بودند. اف. کریک بر دو مدرک غیرمستقیم استوار بود:

جهانی بودن کد ژنتیکی؛

مولیبدن که اکنون در این سیاره بسیار کمیاب است، برای متابولیسم طبیعی همه موجودات زنده ضروری است.

اما اگر حیات در زمین به وجود نیامده است، پس چگونه در خارج از آن پدید آمده است؟

4. فرضیه های فیزیکی.

اساس فرضیه های فیزیکی، شناخت تفاوت های اساسی بین ماده زنده و غیر زنده است. بیایید فرضیه منشأ زندگی را که در دهه 30 قرن بیستم توسط V.I. Vernadsky مطرح شد در نظر بگیریم. دیدگاه ها در مورد جوهر زندگی ورنادسکی را به این نتیجه رساند که در زمین به شکل یک بیوسفر ظاهر شده است. ویژگی های بنیادی و بنیادی ماده زنده برای پیدایش آن نیازمند فرآیندهای شیمیایی نیست، بلکه فرآیندهای فیزیکی است. این باید نوعی فاجعه باشد، ضربه ای به پایه های جهان. مطابق با فرضیه های شکل گیری ماه که در دهه 30 قرن بیستم به طور گسترده در نتیجه جدا شدن ماده ای که قبلاً سنگر اقیانوس آرام را پر کرده بود از زمین، ورنادسکی پیشنهاد کرد که این روند می تواند باعث حرکت مارپیچی و گردابی ماده زمین که تکرار نشد. ورنادسکی منشأ حیات را در مقیاس ها و فواصل زمانی مشابه با ظهور خود جهان تصور کرد. در طی یک فاجعه، شرایط به طور ناگهانی تغییر می کند و ماده زنده و غیر زنده از ماده اولیه بیرون می آید.

5. فرضیه های شیمیایی.

این گروه از فرضیه ها بر اساس ویژگی شیمیایی حیات است و منشا آن را با تاریخ زمین پیوند می دهد. بیایید چند فرضیه این گروه را در نظر بگیریم.

تاریخچه فرضیه های شیمیایی با شروع شد دیدگاه های E. Haeckel.هکل معتقد بود که ترکیبات کربن ابتدا تحت تأثیر عوامل شیمیایی و فیزیکی ظاهر شدند. این مواد محلول نبودند، بلکه سوسپانسیون توده های کوچک بودند. توده های اولیه قادر به جمع آوری مواد مختلف و رشد و به دنبال آن تقسیم بودند. سپس یک سلول بدون هسته ظاهر شد - شکل اصلی برای همه موجودات زنده روی زمین.

مرحله خاصی در توسعه فرضیه های شیمیایی زیست زایی بود مفهوم توسط A. I. Oparin،توسط او در 1922-1924 مطرح شد. قرن XX. فرضیه اوپارین ترکیبی از داروینیسم با بیوشیمی است. به گفته اوپارین، وراثت نتیجه انتخاب شد. در فرضیه اوپارین، مطلوب به عنوان واقعیت ارائه خواهد شد. ابتدا ویژگی‌های زندگی به متابولیسم تقلیل می‌یابد و سپس مدل‌سازی آن معمای منشأ حیات را حل کرده است.

فرضیه J. Burpupنشان می‌دهد که مولکول‌های کوچک اسیدهای نوکلئیک چند نوکلئوتید که به‌طور طبیعی به وجود می‌آیند، می‌توانند فوراً با آمینو اسیدهایی که کدگذاری می‌کنند ترکیب شوند. در این فرضیه، سیستم زندگی اولیه به عنوان حیات بیوشیمیایی بدون موجودات زنده، انجام بازتولید خود و متابولیسم دیده می شود. به گفته جی. برنال، ارگانیسم ها به طور ثانویه، در طول جداسازی بخش های فردی از چنین زندگی بیوشیمیایی با کمک غشاها ظاهر می شوند.

به عنوان آخرین فرضیه شیمیایی برای منشا حیات در سیاره ما، در نظر بگیرید فرضیه G.V. Voitkevich،در سال 1988 مطرح شد. بر اساس این فرضیه، ظهور مواد آلی به فضای بیرونی منتقل می شود. در شرایط خاص فضا، سنتز مواد آلی اتفاق می افتد (مواد آلی متعددی در شهاب سنگ ها یافت می شوند - کربوهیدرات ها، هیدروکربن ها، بازهای نیتروژنی، اسیدهای آمینه، اسیدهای چرب و غیره). این امکان وجود دارد که نوکلئوتیدها و حتی مولکول های DNA در فضا شکل گرفته باشند. با این حال، به گفته Voitkevich، تکامل شیمیایی در اکثر سیارات منظومه شمسی معلوم شد که منجمد شده و تنها در زمین ادامه یافته است، زیرا شرایط مناسبی در آنجا پیدا کرده است. در طول سرد شدن و تراکم سحابی گاز، کل مجموعه ای از ترکیبات آلی در زمین اولیه ظاهر شد. در این شرایط، ماده زنده در اطراف مولکول‌های DNA که به‌طور طبیعی به وجود می‌آیند، ظاهر و متراکم شدند. بنابراین، طبق فرضیه Voitkevich، زندگی بیوشیمیایی در ابتدا ظاهر شد و در روند تکامل آن، ارگانیسم های فردی ظاهر شدند.

مشاهده محتویات سند
"آزمایشگاه شماره 6"

کار آزمایشگاهی شماره 6.

"شناسایی علائم شباهت بین جنین انسان و سایر پستانداران به عنوان شاهدی بر رابطه آنها"

هدف:شناسایی علائم شباهت بین جنین انسان و سایر پستانداران به عنوان شواهدی از رابطه آنها.

تجهیزات:جدول "اثبات رابطه بین جنین انسان و سایر پستانداران"

پیش رفتن.

1. مراحل رشد جنین را با هم مقایسه کنید. آیا شباهتی وجود دارد؟ چگونه خود را نشان می دهند؟ آنها را توصیف کنید.

2. مراحل رشد جنین را با هم مقایسه کنید. آیا تفاوت هایی وجود دارد؟ چگونه خود را نشان می دهند؟ آنها را توصیف کنید.

3. نتیجه گیری در مورد شباهت بین جنین انسان و سایر پستانداران به عنوان شواهدی از رابطه آنها

• شباهت اکوسیستم های طبیعی و آگروسنوزها؛
• تفاوت بین اکوسیستم های طبیعی و آگروسنوزها

1. وجود سه گروه عملکردی

(تولید کنندگان، مصرف کنندگان، تجزیه کننده ها)

مزرعه گندم

تهیه کنندگان

مصرف کنندگان

تجزیه کننده ها

شباهت های آگروسنوز با اکوسیستم طبیعی:

2. در دسترس بودن شبکه های غذایی

سوار

گیاهان

جغد

کاترپیلارها

بلدرچین

خرچنگ

روباه

موش

شبکه غذایی آگروسنوز

گیاهان

کاترپیلارها

موش

سوار

بلدرچین

خرچنگ

روباه

جغد

شباهت های آگروسنوز با اکوسیستم طبیعی:

3. ساختار لایه ای

شباهت های آگروسنوز با اکوسیستم طبیعی:

عوامل غیر زنده

شباهت های آگروسنوز با اکوسیستم طبیعی:

4. تأثیر عوامل محیطی

عوامل زیستی

شباهت های آگروسنوز با اکوسیستم طبیعی:

4. تأثیر عوامل محیطی

عوامل انسانی

شباهت های آگروسنوز با اکوسیستم طبیعی:

5. اغلب غذا بخورید گونه - غالب

گونه - غالب- گونه ای که از نظر تعداد و تأثیر در یک اکوسیستم غالب است

تفاوت

مشخصات

اکوسیستم طبیعی

1. تنوع گونه ای

آگروسنوز

بسیاری از گونه ها شبکه های غذایی بسیار منشعب را تشکیل می دهند

گونه های کمتری وجود دارد، گونه غالب توسط انسان تعیین می شود

تفاوت آگروسنوز و اکوسیستم طبیعی:

مشخصات

اکوسیستم طبیعی

2. پایداری

آگروسنوز

ناپایدار، بدون اینکه فرد بمیرد

پایدار

تفاوت آگروسنوز و اکوسیستم طبیعی:

مشخصات

اکوسیستم طبیعی

3. عمل انتخاب

آگروسنوز

معتبر انتخاب طبیعی ، افراد سازگارتر باقی می مانند

انتخاب طبیعی تضعیف شده و اثرگذار است انتخاب مصنوعی ، افراد ارزشمند باقی می مانند

تفاوت آگروسنوز و اکوسیستم طبیعی:

مشخصات

اکوسیستم طبیعی

4. منبع انرژی

آگروسنوز

انرژی خورشیدی و انرژی انسانی (آبیاری، علف های هرز، کود دهی و غیره)

انرژی خورشید

تفاوت آگروسنوز و اکوسیستم طبیعی:

مشخصات

اکوسیستم طبیعی

5. چرخه عناصر

آگروسنوز

برخی از عناصر توسط فرد با برداشت برداشت می شود، چرخه ناقص است

چرخه کامل

تفاوت آگروسنوز و اکوسیستم طبیعی:

مشخصات

اکوسیستم طبیعی

6. خود تنظیمی

آگروسنوز

انسان تنظیم می کند

قابلیت خود تنظیمی دارد

تفاوت آگروسنوز و اکوسیستم طبیعی:

مشخصات

اکوسیستم طبیعی

7. بهره وری (ایجاد مواد آلی در طول فتوسنتز در واحد زمان)

آگروسنوز

سپاس فراوان از انسان

بستگی به شرایط طبیعی دارد

جدول را پر کنید.

جامعه طبیعی

انتخاب طبیعی

آگروسنوز

انتخاب مصنوعی

ارزیابی نیروهای محرک شکل دهنده اکوسیستم های طبیعی و مصنوعی:

• بر اکوسیستم تأثیر نمی گذارد؛
• بر اکوسیستم تأثیر می گذارد؛
• تأثیر بر اکوسیستم حداقل است.
• این اقدام با هدف دستیابی به حداکثر بهره وری است.

ترکیب گونه ای جامعه

جامعه طبیعی

ترکیب گونه ها

آگروسنوز

کمتر/بیشتر برای هر موقعیت.

توزیع مشخصات:

مشخصه خصوصیات عمومی

ویژگی ها فقط برای

آگروسنوز طبیعی

اکوسیستم ها

مشخصات:

1. مواد معدنی جذب شده توسط تولیدکنندگان از خاک از اکوسیستم حذف می شوند.

2. وجود تجزیه کننده ها در اکوسیستم.

3. اکوسیستم بدون دخالت انسان به سرعت فرو می ریزد.

4. حضور تولیدکنندگان در زنجیره های غذایی.

5. منبع اصلی انرژی خورشید است.

6. مواد معدنی جذب شده توسط تولیدکنندگان از خاک به اکوسیستم بازگردانده می شود.

مشخصات:

7. اکوسیستم در طول زمان بدون دخالت انسان پایدار است.

8. برخی از انرژی یا مواد شیمیایی می توانند به طور مصنوعی توسط انسان وارد شوند.

9. انسان تأثیر کمی بر گردش مواد دارد.

10. با انواع سوله های زیست محیطی مشخص می شود.

11. حضور مصرف کنندگان در زنجیره های غذایی.

12. انسان عنصر ضروری زنجیره غذایی است.

اکوسیستم های طبیعی و آگروسنوزهای ایجاد شده توسط انسان ویژگی های مشترکی دارند: ____________________.

تفاوت ها به دلیل _________________

____________________________________.

موسسه آموزشی بودجه شهرداری

میانگین مدرسه جامعبا. نارین

توسعه توسط معلم زیست شناسی Dakaa B.B.

کار آزمایشگاهی شماره 1

موضوع:بررسی معیار مورفولوژیکی گونه

هدف:

تعمیق و مشخص کردن دانش در مورد گونه ها بر اساس مطالعه ویژگی های معیار مورفولوژیکی. توسعه توانایی ترکیب ویژگی های گونه ها با استفاده از معیارهای اساسی؛

مهارت های کار عملی را توسعه دهید، نتیجه گیری کنید.

تجهیزات:جدول "معیارهای گونه"، هرباریوم، گیاه آپارتمانی

پیش رفتن

گفتگوی مقدماتی در مورد هدف، پیشرفت کار آزمایشگاهی، تدوین اجباری نتیجه گیری بر اساس کار انجام شده.

دانش آموزان با استفاده از کارت آموزش به طور مستقل کارهای آزمایشگاهی را انجام می دهند و معلم کمک های لازم را به دانش آموزان ارائه می دهد.

گفتگو در مورد نتایج کار انجام شده؛ تدوین نتیجه گیری

I. تلفیق دانش و مهارت با استفاده از سوالات:

معیارهای نوع را فهرست کنید. معیارها چیست؟ نشانه های خارجیگیاهان یا جانوران و کدام یک را فقط با استفاده از ابزارهای خاص و روش های تحقیق می توان شناسایی کرد؟

به نظر شما زیست شناس برای تعیین درست هویت گونه ای موجودات به چه علومی نیاز دارد؟

دو گیاه کشت شده - جو و چاودار تعداد کروموزوم های یکسانی دارند (14) اما متقابل نیستند، تفاوت هایی با یکدیگر دارند. ساختار خارجی; ترکیب دانه ها بر اساس آن متفاوت است ترکیب شیمیایی(نان اغلب از آرد جو پخته نمی شود). از چه معیارهایی برای تصمیم گیری در مورد تعلق گیاهان به یک گونه استفاده می کنید؟

افراد موش های سیاه، اگرچه از نظر ظاهری قابل تشخیص نیستند، با این وجود به گونه های مختلفی تعلق دارند. برای تعیین گونه آنها باید از چه معیاری استفاده کرد؟

چرا سی. لینه را «پدر نظام‌شناسی» می‌نامند؟ کدام اهمیت عملیاین علم را دارد؟

چه شکلی از تنوع می تواند موادی را برای تکامل فراهم کند؟

II. تکلیف: تکرار 12.4.1.

کارت دستورالعمل

گیاهان دو گونه از یک جنس را در نظر بگیرید.

ساختار خارجی برگ ها، ساقه ها، گل آذین ها، گل ها، میوه ها و سایر اندام های دو گیاه را با هم مقایسه کنید.

شباهت ها و تفاوت های بین آنها را شناسایی کنید.

به این سوال پاسخ دهید: شباهت ها و تفاوت های گونه های مختلف از یک جنس نشان دهنده چیست؟

تاریخ: _____________

کار آزمایشگاهی شماره 2

موضوع:سازگاری موجودات با محیط خود در نتیجه انتخاب طبیعی

هدف:

به توسعه دانش در مورد ماهیت تناسب اندام به عنوان مطابقت ساختار، متابولیسم، رفتار و سایر ویژگی های موجودات در محیط خود ادامه دهید. تعمیق و گسترش دانش در مورد اشکال انتخاب طبیعی؛

توانایی انجام مشاهدات، مقایسه ها، ایجاد روابط علت و معلولی و نتیجه گیری از مشاهدات را توسعه دهید.

عشق به موضوع و شایستگی خودسازی شخصی را پرورش دهید.

تجهیزات:کارت هایی با تصاویری از اشکال تخصصی گیاهان و حیوانات؛ انواع رنگ های محافظ؛ اندام های مشابه محافظت از گیاهان در برابر علفخواران، جداول نشان دهنده موجودات گیاهی و جانوری، ساکنان جنگل ها، مزارع، استپ ها، مخازن و سایر زیستگاه ها، گیاهان دارویی، مجموعه ای از دانه ها و میوه های هرباریوم، گیاهان آپارتمانی

پیش رفتن.

گفتگوی مقدماتی در مورد سازگاری موجودات با محیط خود به عنوان یکی از نتایج تکامل. یادآوری مکانیسم های شکل گیری سازگاری موجودات، که بر اساس تنوع ارثی، در روند مبارزه برای وجود در نتیجه عمل انجام می شود. یک شکل خاصانتخاب طبیعی.

پیشرفت کار آزمایشگاهی

مکالمه نهایی بر اساس نتایج کار آزمایشگاهی در مورد سوالات زیر:

1. این دستگاه با کدام عامل محیطی مطابقت دارد؟

   فرض کنید که اجداد گونه ها سازگاری هایی را که شما کشف کردید نداشتند، زیرا آنها در شرایط دیگری زندگی می کردند (مثلاً چه نوع؟)

   زیستگاه و سازگاری آنها با آن چگونه می تواند باشد؟

   تغییرات شرایط محیطی در مقایسه با شرایط قبلی چه می تواند باشد؟ چه دلایلی می تواند باعث این تغییرات شود؟

   شرایط محیطی جدید چگونه می تواند بر بقا و تولید مثل افراد در جمعیت هایی از اشکال اجدادی تأثیر بگذارد؟

   چه جهش هایی می تواند در شرایط تغییر یافته مفید باشد؟ سرنوشت صاحبان این جهش ها چه بود؟

   فرزندان از تلاقی اشکال جهش یافته با انواع معمولی چگونه خواهند بود؟ این انتخاب مشمول چه شکلی خواهد بود و با چه نتایجی؟

   چه تغییراتی در هنجار واکنش صفت جهش یافته از نسلی به نسل دیگر رخ داد؟

تکلیف: تکرار 12.4.6.

کارت دستورالعمل

شیئی که به شما داده شده است (جانداران گیاهی یا حیوانی) را در نظر بگیرید.

آشکارترین سازگاری را با شرایط محیطی که ارگانیسم در آن زندگی می کند پیدا کنید. این دستگاه های خاص را شرح دهید.

ماهیت نسبی این وسایل را تعیین کنید.

ثابت کنید چرا سازگاری ها نسبی هستند.

تاریخ: _____________

کار آزمایشگاهی شماره 3

موضوع:شناسایی آرومورفوزها در گیاهان و تطابقات در حشرات

هدف:

توسعه توانایی استفاده از دانش در مورد جهت های تکامل برای تجزیه و تحلیل ویژگی های ساختاری گیاهان، حیوانات و حشرات.

برای توسعه توانایی شناسایی آرومورفوزها و تطابقات در موجودات؛

عشق به موضوع و شایستگی خودسازی شخصی را پرورش دهید.

تجهیزات:جداول نشان دهنده جهت های اصلی تکامل پیشرونده، هرباریوم های بخش های اصلی گیاهان، گیاهان آپارتمانی; جداولی که ویژگی های ساختاری معطر و سازگار گیاهان و حشرات را نشان می دهد

پیش رفتن.

گفتگوی مقدماتی در مورد هدف، اهداف، ویژگی های کار آزمایشگاهی.

بحث در مورد نتایج کار، تدوین نتیجه گیری، ارائه نتایج کار.

تلفیق دانش و مهارت برای شناسایی ویژگی‌های ساختاری آرومورفیک و تطبیقی ​​موجودات. گفتگو در مورد سوالات و تکالیف.

تکلیف: تکرار 13.1. نمونه هایی از تجلی ویژگی های ساختاری آرومورفیک (تطبیقی) موجودات گیاهی یا جانوری را انتخاب کنید.

کارت دستورالعمل

گیاهان را در نظر بگیرید: جلبک، خزه. یک برگ سرخس، یک شاخه صنوبر، یک گیاه گلدار، تغییرات آرومورفیک را در ساختار خارجی (ظاهر اندام های جدید) و در داخلی (ظاهر بافت های جدید) شناسایی می کند.

به تصاویر حشرات نگاه کنید. نمایندگان دو یا سه گونه را انتخاب کنید و سبک زندگی آنها را شرح دهید. تطابق‌های هر حشره (رنگ، ​​شکل بدن، اجزای دهان و غیره) را با زیستگاه خود شناسایی کرده و در دفترچه یادداشت خود بنویسید.

تاریخ: _____________

کار آزمایشگاهی شماره 4

موضوع:شناسایی صفات سازگاری موجودات زنده با عوامل محیطی

هدف:

تعمیق و گسترش دانش در مورد تأثیر عوامل محیطی بر فعالیت زندگی موجودات بر اساس شناسایی ویژگی های سازگاری با محیط.

ادامه توسعه توانایی انجام مشاهدات برای مطالعه ویژگی های ساختاری موجودات در ارتباط با ویژگی های زیستگاه آنها.

عشق به طبیعت را پرورش دهید

تجهیزات:گیاهان داخلی، هرباریوم جاهای مختلفیک زیستگاه؛ جداول موجودات زنده در زیستگاه های مختلف را نشان می دهد.

پیش رفتن.

گفتگوی مقدماتی در مورد اهداف، اهداف، پیشرفت و نتایج کار آزمایشگاهی. توضیح محتویات کارت های آموزشی

دانش آموزان با استفاده از کارت آموزش کار آزمایشگاهی را انجام می دهند.

گفتگو با هدف انجام نتایج کار آزمایشگاهی برای شناسایی ویژگی های سازگاری موجودات با محیط خود و تأثیر برخی عوامل محیطی.

تلفیق دانش و مهارت. گفتگو در مورد سوالات و تکالیف.

تکلیف: تکرار 17.3.

کارت دستورالعمل

زیستگاه ارگانیسمی که برای مطالعه به شما پیشنهاد می شود (گیاهی، حیوانی) را تعیین کنید.

زیستگاه خود را توصیف کنید از یک موجود زندهبر اساس ویژگی های آن دسته از عوامل محیطی حاکم بر این محیط.

شناسایی ویژگی های سازگاری یک موجود زنده با عوامل محیطی در بیرون و ساختار داخلی(و رفتار).