実習4 生物学 11. テーマ：「遺伝的問題の解決」 地球環境問題とその解決策』

結論を述べてください。 質問に答えてください。あなたの意見では、最も深刻で即時解決が必要な環境問題は何ですか? なぜ？

大気汚染は、地球上のあらゆる場所の住民にとって直接身近な環境問題です。 この問題は、鉄および非鉄冶金、エネルギー、化学、石油化学、建設、紙パルプ産業が拠点を置く都市の代表者によって特に強く感じられています。 一部の都市では、車両やボイラーハウスによって大気がひどく汚染されています。 これらはすべて人為的大気汚染の例です。 大気を汚染する化学元素の自然発生源としては、森林火災、火山噴火、風食（土壌や岩石粒子の飛散）、花粉の拡散、有機化合物の蒸発、自然放射線などが挙げられます。

大気汚染の影響。 大気汚染は人間の健康に悪影響を及ぼし、心臓や肺の病気（特に気管支炎）の発症に寄与します。 さらに、オゾン、窒素酸化物、二酸化硫黄などの大気汚染物質は自然生態系を破壊し、植物を破壊し、生き物（特に川魚）の死を引き起こします。

科学者や政府関係者によると、大気汚染という地球環境問題は次の方法で解決できるとのことです。

人口増加を制限する。

エネルギー使用量の削減。

エネルギー効率の向上。

廃棄物の削減。

環境に優しい再生可能エネルギー源への移行。

特に汚染された地域の空気浄化。

地球温暖化の原因。 20 世紀の間に、地球上の平均気温は 0.5 ～ 1 ℃上昇しました。 地球温暖化の主な原因は、人々が燃焼する化石燃料（石炭、石油およびその誘導体）の量の増加による大気中の二酸化炭素濃度の増加であると考えられています。 地球温暖化の他の原因には、人口過剰、森林破壊、オゾン層破壊、ポイ捨てなどがあります。 しかし、すべての生態学者が年間平均気温の上昇を完全に人為的活動のせいにしているわけではありません。 地球温暖化は、海洋プランクトンの量が自然に増加し、大気中の二酸化炭素濃度の増加につながることによっても促進されると考える人もいます。

温室効果の結果。科学者が予測しているように、21 世紀中に気温がさらに 1 度から 3.5 度上昇すると、非常に悲しい結果が生じるでしょう。

世界の海の水面は（極地の氷の融解により）上昇し、干ばつの数は増加し、砂漠化のプロセスは激化するでしょう。

狭い温度と湿度の範囲で生存することに適応した多くの種の動植物が消滅するでしょう。

ハリケーンはさらに頻繁になるだろう。

環境問題の解決。 環境保護活動家によると、次の対策が地球温暖化の進行を遅らせるのに役立つとのことです。

化石燃料の価格上昇、

化石燃料を環境に優しい燃料（太陽エネルギー、風力エネルギー、海流）に置き換える。

省エネ・無駄のない技術の開発、

環境排出に対する課税、

メタンの生産、パイプラインによる輸送、都市や村での流通、熱供給所や発電所での使用時のメタン損失を最小限に抑える。

二酸化炭素の吸収と隔離技術の導入、

植樹、

家族の人数が減り、

環境教育、

植物改善の応用 農業.

環境問題の原因。 今日の水圏の主な汚染物質は石油と石油製品です。 これらの物質は、タンカーの難破や定期的な廃水排出の結果として、世界中の海洋水中に浸透します。 産業企業。 人為起源の石油製品に加えて、産業施設や家庭施設も重金属や複雑な有機化合物で水圏を汚染しています。 世界の海洋水を汚染するリーダーたち ミネラルそして栄養素は農業および食品産業として認識されています。 水圏は放射能汚染などの地球規模の環境問題を免れません。 その形成の前提条件は、世界中の海洋に放射性廃棄物を埋めることでした。 発達した原子力産業と原子力艦隊を持つ多くの大国は、20世紀の49年から70年にかけて、意図的に有害な放射性物質を海洋に貯蔵しました。 放射性物質の容器が埋設されている場所では、現在でもセシウムの濃度が基準値を超えることがよくあります。 海や海洋の水は、水中と地表の影響で放射線が豊富です。 核爆発.

放射性水汚染の影響。 水圏の石油汚染は、何百もの海洋動植物の自然生息地の破壊、プランクトン、海鳥、哺乳類の死をもたらします。 人間の健康にとって、世界の海洋の水質汚染も深刻な危険をもたらします。放射能で「汚染」された魚やその他の海産物は、簡単に食卓に並ぶことになります。

実習No.11

テーマ：「地球生命の起源に関する諸仮説の分析と評価」

目標：地球上の生命の起源に関するさまざまな仮説を分析および評価し、自分の答えを正当化する方法を学びます。

設備と材料:写真、図面、地球上の生命の起源に関するさまざまな仮説に関する科学記事。

進捗：

1. 創造論。

この理論によれば、生命は過去のある超自然的な出来事の結果として誕生しました。 これは、最も広く普及しているほぼすべての宗教の教えの信者によって遵守されています。 創世記に述べられているような伝統的なユダヤ教とキリスト教の創造観は、これまでも物議を醸し続けてきました。 すべてのキリスト教徒は、聖書が人間に対する神の契約であることを認めていますが、創世記に記されている「日」の長さについては意見の相違があります。 世界とそこに生息するすべての生物は24時間のうち6日間で創造されたと信じる人もいます。 他のキリスト教徒は聖書を科学書として扱わず、創世記は全能の創造主によるすべての生き物の創造に関する神学的啓示を人々に理解できる形式で述べていると信じています。 神による世界創造の過程は一度だけ起こったと考えられているため、観察することはできません。 これは、神の創造という概念全体を科学研究の範囲を超えるには十分です。 科学は観察できる現象のみを扱うため、この概念を証明したり反証したりすることは決してできません。

2. 定常状態理論。

この理論によれば、地球は決して誕生したのではなく、永遠に存在したということになります。 それは常に生命を支えることができ、たとえ変化したとしても、ほとんど変化していません。 種も常に存在していました。 現代の手法年代測定によって地球の年齢の推定値はますます高くなり、定常状態理論の支持者は地球と種が常に存在していたと信じることができるようになりました。 それぞれの種には、個体数の変化か絶滅かの 2 つの可能性があります。 この理論の支持者は、特定の化石残骸の有無が特定の種の出現または絶滅の時期を示す可能性があることを認識しておらず、例として葉鰭のある魚の代表であるシーラカンスを挙げています。 古生物学的データによると、葉鰭のある動物は約 7,000 万年前に絶滅しました。 しかし、生きた葉鰭の代表がマダガスカル地域で発見されたとき、この結論は再考されなければならなかった。 定常状態理論の支持者は、現生種を研究し、それらを化石残骸と比較することによってのみ絶滅についての結論を導き出すことができ、その場合でもそれが間違っていることが判明する可能性があると主張しています。 特定の地層における化石種の突然の出現は、その個体数の増加、または遺跡の保存に適した場所への移動によって説明されます。

3. パンスペルミア理論。

この理論は生命の主な起源を説明するメカニズムを提供していませんが、その起源が地球外であるという考えを提唱しています。 したがって、それ自体を生命の起源の理論とみなすことはできません。 それは単に問題を宇宙の別の場所に移すだけです。 この仮説は、J. リービッヒと G. リヒターによって提唱されました。 XIX世紀。 パンスペルミア仮説によれば、生命は永遠に存在し、隕石によって惑星から惑星へと移動します。 最も単純な生物またはその胞子 (「生命の種」) は、新しい惑星に到着し、ここで好ましい条件を見つけて増殖し、最も単純な形態から複雑な形態への進化を引き起こします。 地球上の生命は、宇宙から放棄された微生物の単一コロニーから発生した可能性があります。 この理論を実証するために、UFOの複数の目撃情報、ロケットや「宇宙飛行士」に似た物体を描いた岩絵、宇宙人と遭遇したとされる報告書が利用されている。 隕石や彗星の物質を研究すると、その中にシアン、青酸、有機化合物などの多くの「生命の前駆体」が発見され、これらは裸の地球に落ちた「種子」の役割を果たした可能性があります。 この仮説の支持者は、ノーベル賞受賞者のF. クリックとL. オルゲルでした。 F. クリックは 2 つの間接的な証拠に基づいていました。

遺伝の普遍性 コード;

モリブデンは現在地球上で非常に希少ですが、すべての生き物の正常な代謝に必要です。

しかし、生命が地球上で誕生したのではないとしたら、生命は地球の外でどのようにして誕生したのでしょうか?

4. 物理的仮説。

物理仮説の基礎は、生物と無生物の根本的な違いを認識することです。 20世紀の30年代にV.I.ヴェルナツキーによって提唱された生命の起源の仮説を考えてみましょう。 生命の本質に関する見解により、ベルナツキーは生命圏の形で地球上に現れたという結論に至りました。 生物の根本的かつ基本的な特性には化学物質は必要ありません。 物理的プロセス。 これは一種の大惨事、宇宙の根幹に対する衝撃に違いありません。 20 世紀の 30 年代に広まった月の形成の仮説に従って、以前は太平洋海溝を満たしていた物質が地球から分離した結果として、ベルナツキーはこのプロセスが原因で月が形成される可能性があると示唆しました。地球の物質の螺旋、渦運動は繰り返されませんでした。 ヴェルナツキーは、宇宙そのものの出現と同じスケールと時間間隔で生命の起源を概念化しました。 大災害の際には、状況が突然変化し、原物質から生物と無生物が出現します。

5. 化学仮説。

この一連の仮説は生命の化学的基礎に基づいており、生命の起源を地球の歴史と結びつけています。 このグループのいくつかの仮説を考えてみましょう。

化学仮説の歴史は次のように始まりました。 E.ヘッケルの見解。 ヘッケルは、炭素化合物が最初に化学的および物理的原因の影響下で出現したと信じていました。 これらの物質は溶液ではなく、小さな塊の懸濁液でした。 一次塊は蓄積する可能性がありました 異なる物質そして成長の後に分裂が起こる。 その後、地球上のすべての生物の原形となる、核を含まない細胞が出現しました。

生物発生の化学仮説の発展における特定の段階は、 A.I.オパーリンによるコンセプト、 1922年から1924年にかけて彼によって提唱されました。 XX世紀。 オパーリンの仮説は、ダーウィニズムと生化学を統合したものです。 オパーリンによれば、遺伝は選択の結果となった。 オパーリンの仮説では、望みは現実として提示されます。 まず生命の特徴が代謝に還元され、次にそのモデル化によって生命の起源の謎が解けたと宣言される。

J. バーパップの仮説 非生物起源のいくつかのヌクレオチドからなる核酸の小分子が、それらがコードするアミノ酸と即座に結合する可能性があることを示唆しています。 この仮説では、一次生命システムは、自己複製と代謝を行う有機体のない生化学的生命と見なされます。 J. ベルナルによれば、生物は、膜の助けを借りてそのような生化学的生命の個々の部分が分離される間に二次的に出現します。

私たちの地球上の生命の起源に関する最後の化学仮説として、次のことを考えてみましょう。 G.V.の仮説、 1988年に提唱されました。 この仮説によれば、有機物質の出現は宇宙空間に転送されます。 宇宙の特定の条件では、有機物質の合成が起こります（隕石には、炭水化物、炭化水素、窒素含有塩基、アミノ酸、 脂肪酸や。。など。）。 ヌクレオチドや DNA 分子さえも宇宙で形成された可能性があります。 しかし、ヴォイトケビッチによれば、ほとんどの惑星では化学進化が起こるという。 太陽系凍結され、地球上でのみ継続し、そこで適切な条件を見つけたことが判明しました。 ガス星雲の冷却と凝縮の間に、有機化合物のセット全体が原始地球上に出現しました。 これらの条件下では、生物物質が出現し、非生物起源の DNA 分子の周囲に凝縮しました。 したがって、ヴォイトケビッチの仮説によれば、最初は生化学的生命が出現し、その進化の過程で個々の生物が出現したということになります。

2. 表に記入します。

3.結論をまとめる。 質問に答えてください: 地球上の生命の起源に関するさまざまな仮説についての評価を述べてください。 あなたが共有する問題についての視点を示します。 答えの理由を述べてください。

実験室ワークNo.12

テーマ：「人類の起源に関するさまざまな仮説の分析と評価」

目標：人類の起源に関するさまざまな仮説を紹介します。

設備と材料:写真、絵、人類の起源に関するさまざまな仮説に関する科学記事。

進捗。

理論的な情報を勉強します。

創造論（創造論）。

創造理論の本質は、人間は神によって創造されたということです。 この理論は最も初期のものの 1 つです。 さまざまな国には、これに関する独自の神話や伝説があります。

たとえば、メソポタミアの神話によれば、マルドゥクの指導下の神々が前の支配者を殺し、その血が粘土と混合され、最初の人間がこの粘土から生じました。

ヒンドゥー教徒の見解によれば、世界はシヴァ、クリシュナ、ヴィシュヌの三頭政治によって統治され、人類の基礎を築きました。

世界で最も広く普及しているキリスト教の見解は、神が6日間で地球と地球上のすべての生命を創造したことに関連しています。 6日目に最初の男性アダムが創造され、次に最初の女性イブが肋骨から創造されました。 人々は彼らからやって来ました。

この理論によれば、次のようになります。

新しい種は徐々に現れません。

突然変異は複雑な生物にとって有害で​​あり、何も新しいものをもたらさない。

文明は人間と同時に発生し、最初から複雑です。

言葉はその人と同時に生まれます。

外部介入理論。

この理論によれば、地球上の人々の出現は、何らかの形で他の文明の活動と関連しています。 つまり、人類は先史時代に地球に降り立った宇宙人の直系の子孫であるということだ。

この理論のより複雑なバージョンでは、次のことが示唆されます。

宇宙人と人類の祖先の交雑

遺伝子工学的手法を用いたホモ・サピエンスの創造

もともと地球外の超知性体によって定められたプログラムに従った、地球の生命と知性の進化的発展

で 大量のこのテーマに関する文献では、特に、天秤座、蠍座、乙女座のシリウス惑星系の文明が地球人の祖先または生産者として言及されています。 多くのメッセージは、地球人は失敗した実験の結果であることを強調しており、この「汚染された」果実が破壊されたのはこれが初めてではないため、今回も全人類の死は排除されるものではなく、むしろ想定されるものである。

空間異常の理論。

この理論の信奉者は、人為起源を、地球の宇宙の多くの惑星の特徴である人型の三つ組「物質 - エネルギー - オーラ」という安定した空間異常の発展の要素として解釈します。 つまり、ほとんどの居住可能な惑星にある人型宇宙では、生命圏は情報物質であるオーラのレベルでプログラムされた 1 つの経路に沿って発展します。 好条件が与えられれば、この道は地球型の人型精神の出現につながります。 この理論は、生命と精神の発達のための特定のプログラムの存在を認識しており、それがランダムな要因とともに進化を制御します。

進化論。

カール・リンネ、ジャン・バティスト・ラマルク、チャールズ・ダーウィンは先人の業績を要約し、人類発生を含む生物の進化的発達の理論に多大な貢献をしました。 進化論によれば、人類と類人猿の最も近い共通祖先は、2,500万年から3,000万年前に生息していた樹上性サル（ドリオピテクス科）のグループであると考えられています。 外部要因と自然選択の影響下で、それらは徐々に変化しました。 約 2,500 万年前、ドリオピテクスは 2 つの系統に分かれ、後にポン科 (テナガザル、ゴリラ、オランウータン、チンパンジー) とヒト科の 2 つの科が出現し、人類が誕生しました。 人間と大型類人猿を結びつけることは大胆な一歩です。 その勇気と洞察力には驚くしかない カーラ・リンネ科学分類学の創始者であり、第10版の「自然体系」では、ホモ・サピエンス、ホモ・シルベストリス種、ホモ・トログロデューテス種に加えて、ホモ属（人間）について記述しており、明らかにチンパンジーとホモ・トログロデューテスを意味していた。オランウータン。 しかし、カール・リンネは類似性についてのみ話し、親族関係については話しませんでした。 19世紀初頭のJ.B.ラマルク。 彼は人間とオランウータンの関係を示唆し、「これが人間の起源が違っていなかったら、こうなるだろう」という救いの条項を添えた。 しかし、ラマルクの進化論は成功しませんでした。

1859年にのみ チャールス・ダーウィン著書『人類の降下』の最後で、彼は「人類の起源とその歴史に光が当てられるだろう」と述べ、この一言が聖職者の怒りの爆発を引き起こし、人類に関する初めての真の科学的研究が引き起こされたと述べた。進化。 チャールズ・ダーウィン以来、過去 100 年間にわたり、人類発生学は集中的に研究されてきました。 現生の類人猿の解剖学が詳細に研究され、推定上の人類の祖先の化石が多数発見されました。 ヒト属の系統も詳しくわかってきたようです。 しかし、提案された証拠の多くは不正確で誤りであることが判明しました。 人類の起源の研究において真の革命が起こったのは 20 世紀後半になってからです。 これには 3 つの理由がありました。

で ここ数年特に赤道アフリカでは大規模な発掘が行われており、現在も行われている。 これにより、多くの古代猿や古代人類が発見されました。

岩石（したがって岩石中に発見された遺跡）の年代を決定するための信頼できる方法が開発されました。 これらの方法は放射性同位体の分析に基づいています。 その結果、人類は予想より数十万年も古いことが判明した。

遺伝子とサルの近さは、分子遺伝学の方法を使用して研究され始めました。 遺伝子とタンパク質の類似性を定量的に分析することで、それらの関係を別の方法で評価できるようになりました。

2. 表に記入します。

3.結論をまとめる。 質問に答えてください: 人間の生命の起源に関するさまざまな仮説についての評価を述べてください。

11年生向けの生物学ワークショップ。 最後のワークショップには6つの実践的なワークが含まれます。

「研究室1」

実験室作業その 1 同じ種の個体における多様性の特定。

仕事の目標:

生物の多様性の概念を形成し、さまざまな植物品種や動物品種の代表者における遺伝的多様性の兆候を見つける方法を学びます。

進捗：

1. 同じ種に属する生物の提案された画像を検討します。 同じ種のすべての代表者に共通する外部構造の特徴と、それらが異なる構造的特徴を特定します。

2.どのような特性によって選択が行われ、その結果、表に示されている品種や品種が形成されたかを分析します。

提案されたオプションを列に配置します。

果実の大きさ

乳量

外観

牛乳の化学組成

果物の化学組成

性格（攻撃的または気さくな）

筋肉量

作物の成熟速度

特別な行動反応

3. 自分の知識をテストするには、次の質問に答えてください。 テストの質問:

1) あなたに示されている同じ種の代表者のさまざまな形態は次のとおりです。

a) 遺伝子変異

b) 人為的選択の結果

c) 自然選択の結果

2) 人間によって人工的に品種改良された植物の品種は次のように呼ばれます。

a) 株

c) 品種

e) 人口

3) 人間によって人工的に飼育された動物の品種は次のように呼ばれます。

a) 株

c) 品種

e) 人口

4) 人為的選択の結果、生物は次のようになります。

a) 人間にとって有益な特性を獲得する

b) 個人が環境に確実に適応できる性質を獲得する

c) 生殖能力を失う

4. 完了した作業から結論を導き出します。

リンゴの品種

牛の品種

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「研究室2」

実験室作業その２

生物の環境への適応の特定

目標：

環境に対する生物の適応性の概念を形成し、環境に対する生物の適応性の特徴を特定する能力を強化する。

進捗：

1. いくつかの植物の提案された画像を検討します。 構造の特徴を比較してください。 彼らの生活状況について結論を出します。

2. 多肉植物（サボテン）のどのような構造的および生理学的特徴がその生息地に対するさまざまな適応効果を決定するかを決定します。 添付の表の必要なセルに適切な特性を入力します。

3. 水生植物（スイレン）のどのような構造的および生理学的特徴が、その生息地に対するさまざまな適応効果を決定するかを決定します。 添付の表の必要なセルに適切な特性を入力します。

4. 水生生息地に適応した 2 匹の動物の提案された画像を検討します (クラスの代表者) 軟骨魚類- サメ、および哺乳類のクラスの代表 - イルカ）。 それらの生物の構造と機能のどのような共通の特徴が、水生生活への適応性を決定するかを分析します。 この適合性を決定する生物の構造と機能のどの特徴が、これらの種のそれぞれに特有であるかを分析します。 これを行うには、シナリオによって提案された特性を表の必須セルに入力します。

5. 知識を管理するには、テストの問題に答えます。

6. 生物の生息地への適応性について結論を導き出します。

知識管理:

サボテンの棘、スイレン、イチゴの葉:

相同な臓器です

似たような体です

同じ機能を実行する

同じ構造を持っています

サメとイルカの体の形の類似性はその一例です。

キャラクターの乖離

特徴の収束

アロモルフォシス

種分化

複雑な要因に対する種の適応を反映した構造と生活様式の独創性 外部環境、と呼ばれる

外部構造

内部構造

生命体

環境保護団体

異なる体系的なグループに属する生物の同じ環境条件への適応性は、次のような形で現れます。

遺伝的類似性

形態的類似性

生物の環境への適応が生じ、強化されます。

自然選択の過程で

人為的な選択の過程で

突然変異の結果として無意識のうちに

生物の環境への適応は次のような特徴があります。

体型の特徴

生物の内部構造の特徴

動物の行動の特殊性

上記のすべて

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「研究室5」

実験室ワークNo.5

自然生態系（草原）と農業システム（小麦畑）の特徴の比較。

仕事の目標: 自然の生物地殻変動と農業変動を比較する方法を学びます。 特定された類似点と相違点の理由を説明し、それらの変化を予測できるようにする。

進捗：

1. 自然生態系と農業生態系を形成する原動力を評価します。

2. 生態系のいくつかの定量的特性を評価します。

3. 表 1 に記入します。

4. 図に示されている自然生態系とアグロセノーシスを比較し、提案されたオプションから正しい特性を選択します。

5. 表 2 に記入します。

表1。

: 多い、少ない、アクションは最大の生産性を達成することを目的としている、生態系に影響を与える、生態系への影響は最小限である、生態系に影響を与えない、多い、少ない。

表 2.

リストから選択してテーブルに入力します：食物連鎖における消費者の存在、食物連鎖の必須要素は人間であり、さまざまな生態学的ニッチを特徴とする、エネルギーや化学物質の一部は人間によって人工的に導入される可能性があり、生産者によって抽出された無機物質は生物に戻される土壌、食物連鎖における生産者の存在、食物連鎖における分解者の存在、人間の介入がなくても生態系は長期にわたって安定する、生産者によって土壌から抽出された無機物質は生態系から除去される、生態系は人間の介入なしに急速に崩壊する、人間は物質の循環にほとんど影響を与えず、主なエネルギー源は太陽です。

結論。

ドキュメントの内容を表示する
「研究室3」

実習３．

「バイオテクノロジーにおける一部の研究開発の倫理的側面の分析と評価」

目標: バイオテクノロジーの研究開発の側面を分析します。

装置: トピックに関する理論的な資料、タスク カード。

進捗。

演習 1.

「バイオテクノロジーとは...」というトピックに関する理論資料を研究し、表に記入してください。

タスク 2. 「クローン作成」というトピックに関する理論資料を研究し、表に記入します。

バイオテクノロジーにおける倫理問題について結論を導き出します。

PR3（理論資料）の申請

「bio」という接頭辞が付くテクノロジー

遺伝子工学および細胞工学
遺伝子工学および細胞工学は、現代のバイオテクノロジーの基礎となる最も重要な方法 (ツール) です。
細胞工学的手法は、新しいタイプの細胞を構築することを目的としています。 これらを使用すると、異なる細胞の個々の断片から生存細胞を再作成したり、異なる種の細胞全体を結合して元の細胞の両方の遺伝物質を保持する細胞を形成したり、その他の操作を行うことができます。

遺伝子工学手法は、自然界には存在しない遺伝子の新しい組み合わせを構築することを目的としています。 遺伝子工学的手法の使用の結果、個々の遺伝子（コード 適切な製品）、あらゆる生物の細胞から。 これらの遺伝子による特定の操作が実行された後、それらは他の生物（細菌、酵母、および哺乳動物）に導入され、新しい遺伝子（遺伝子）を受け取り、目的の方向に特性が変化した最終産物を合成できるようになります。人。 言い換えれば、遺伝子工学により、可変生物または遺伝子組み換え生物、またはいわゆる「トランスジェニック」動植物の特定の（望ましい）品質を得ることが可能になります。

遺伝子工学は、農業と医学に最大の応用が見出されています。

人々は常に自然を制御する方法をどのように学ぶことができるかを考え、たとえば、収量が多く、より大きくておいしい果物、または耐寒性が向上したなど、品質が向上した植物を入手する方法を探してきました。 古くから、これらの目的には選択が主に使用されてきました。 これは今日まで広く使用されており、人間にとって価値のある形質や特性を持つ栽培植物、家畜の品種、微生物の品種の新規および改良を目的としています。

選抜は、顕著な好ましい形質を有する植物（動物）の選択とそのような生物のさらなる交配に基づいており、一方、遺伝子工学は細胞の遺伝装置への直接介入を可能にします。 伝統的な育種では、それぞれの親のゲノムの非常に大きな断片が子孫に伝達されるため、有用な形質の望ましい組み合わせを備えた雑種を得ることが非常に困難であることに注意することが重要ですが、遺伝子工学的手法ではほとんどの場合、次のことが可能になります。 1 つまたは複数の遺伝子に作用し、その修飾は他の遺伝子の機能に影響を与えません。 その結果、植物の他の有用な特性を失うことなく、1 つまたは複数の有用な形質を追加することができ、これは植物の新しい品種や新しい形態を作成するのに非常に価値があります。 たとえば、気候やストレスに対する植物の耐性、特定の地域で一般的な昆虫や病気、干ばつなどに対する植物の感受性を変えることが可能になりました。 科学者たちは、火に強い樹種を入手したいとさえ考えています。 改善に向けて広範な研究が進行中です 栄養価トウモロコシ、大豆、ジャガイモ、トマト、エンドウ豆などのさまざまな農作物。

歴史的に、遺伝子組み換え植物の作成には「3 つの波」があります。

第 2 の波 - 2000 年代初頭 - 新しい消費者特性を備えた植物の創出： コンテンツの増加ビタミン、より栄養価の高い穀物などの含有量を高め、油、果物、野菜の組成を変更したもの。

現在、科学者たちは、今後 10 年以内に市場に登場するであろう「第 3 波」プラントの開発に取り組んでいます。ワクチンプラント、工業製品 (医療用部品) 生産用のバイオリアクタープラントなどです。 さまざまな種類プラスチック、染料、テクニカルオイルなど）、植物 - 製薬工場など。

畜産における遺伝子工学の仕事には別の仕事があります。 とても 達成可能な目標現在の技術レベルでは、特定の標的遺伝子を持つトランスジェニック動物の作成が行われています。 たとえば、ある種の貴重な動物ホルモン (成長ホルモンなど) の遺伝子が細菌に人工的に導入され、細菌がそれを大量に生産し始めます。 別の例: トランスジェニックヤギは、対応する遺伝子を導入した結果、血友病患者の出血を防ぐ特定のタンパク質である第 VIII 因子や、血液中の血栓の再吸収を促進する酵素であるトロンボキナーゼを生成することができます。血管は、人の血栓静脈炎の予防と治療にとって重要です。 トランスジェニック動物はこれらのタンパク質をはるかに速く生産し、その方法自体は従来の方法よりもはるかに安価です。

20 世紀の 90 年代の終わり。 米国の科学者らは、胚細胞のクローンを作成することで家畜を生産する段階に近づいているが、この方向にはまださらなる真剣な研究が必要である。 しかし、異種移植（ある種類の生物から別の種類の生物への臓器の移植）では、疑いのない結果が達成されています。 最大の成功は、遺伝子型にヒト遺伝子が導入されたブタをさまざまな臓器のドナーとして使用することによって達成されています。 この場合、臓器拒絶反応のリスクは最小限です。

科学者たちはまた、遺伝子導入が牛乳に対する人間のアレルギーを軽減するのに役立つと示唆しています。 牛の DNA を標的に変更することにより、牛乳中の飽和脂肪酸とコレステロールの含有量が減少し、牛乳がさらに健康になるはずです。
遺伝子組み換え生物の使用の潜在的な危険性は、人間の健康に対する食品の安全性と環境への影響という 2 つの側面で表現されます。 したがって、遺伝子組み換え製品を作成する際の最も重要なステップは、その製品にアレルギーの原因となるタンパク質、有毒物質、または新たな危険な成分が含まれている危険を回避するための包括的な検査である必要があります。

医療におけるバイオテクノロジーの重要性 .
農業での広く使用されていることに加えて、遺伝子工学に基づいた産業全体が出現しています。 製薬産業、「DNA産業」と呼ばれ、バイオテクノロジーの現代部門の1つを代表しています。 現在世界中で使用されている医薬品の4分の1以上に植物由来の成分が含まれています。 遺伝子組み換え植物は、人間と動物の両方にとって完全に機能する薬用タンパク質（抗体、ワクチン、酵素など）を入手するための安価で安全な供給源です。 医学における遺伝子工学の使用例には、遺伝子組み換え細菌を使用したヒトインスリンの生産、エリスロポエチン（赤血球の形成を刺激するホルモン）の生産もあります。 骨髄. 生理学的役割このホルモンは、細胞培養（つまり人体の外）または科学研究用の新種の実験用マウスにおいて、体の酸素需要に応じて赤血球の生成を調節します。

組換え DNA の作成に基づく遺伝子工学手法の開発は、私たちが目の当たりにしている「バイオテクノロジー ブーム」につながりました。 この分野における科学の成果のおかげで、「生物学的リアクター」、トランスジェニック動物、遺伝子組み換え植物を作成するだけでなく、遺伝子認証（通常行われる人の遺伝子型の完全な研究と分析）を実行することも可能になりました。さまざまな病気の素因、特定の薬に対する不適切な（アレルギー）反応の可能性、および特定の種類の活動の傾向を判断するために、出生直後に検査されます。 遺伝子認証により、心血管疾患やがん疾患のリスクの予測と軽減、神経変性疾患と老化プロセスの研究と予防、分子レベルでの個人の神経生理学的特徴の分析、遺伝病の診断、DNA ワクチンの作成、遺伝子治療が可能になります。さまざまな病気などに。

20世紀には、世界のほとんどの国で、医学の主な取り組みは、感染症と戦うことを目的としていた。 感染症、乳児死亡率が減少し、平均寿命が延びます。 医療制度がより発達した国々はこの方法で大きな成功を収めており、重点を治療に移すことが可能であることがわかりました。 慢性疾患、病気 心血管系の腫瘍性疾患は、死亡率の最大の増加率をもたらしたのはこれらの疾患群であったためです。

同時に、新しい方法やアプローチも模索されました。 以下のような広範囲にわたる病気の発生において、遺伝的素因が重要な役割を果たしていることが科学によって証明されたことは重要でした。 虚血性疾患心臓病、高血圧、胃潰瘍など 十二指腸、 乾癬、 気管支ぜんそくあらゆる専門分野の医師が遭遇するこれらの病気の効果的な治療と予防のためには、環境と病気の間の相互作用のメカニズムを知る必要があることが明らかになりました。 遺伝的要因したがって、医療におけるバイオテクノロジー手法の開発なしには、医療のさらなる進歩は不可能です。 近年、これらの分野は優先事項とみなされ、急速に発展しています。

現在 4,000 を超える遺伝性疾患が知られていることから、バイオテクノロジーのアプローチに基づいて信頼性の高い遺伝子研究を実施することの重要性も明らかです。 約5～5.5%の子どもが遺伝性または先天性疾患を持って生まれます。 妊娠中および産後の乳児死亡率の少なくとも 30% は以下のことが原因です。 先天性欠陥開発と 遺伝性疾患。 20〜30年後、遺伝的素因のみを持っていた多くの病気が現れ始めます。 これはさまざまな環境要因の影響下で発生します。生活条件、 悪い習慣、病気後の合併症など。

現在、大幅な削減または調整を行う実際的な機会がすでに現れています。 マイナスの影響遺伝的要因。 医学遺伝学は、多くの病気の原因を説明しています。 遺伝子変異不利な環境条件との相互作用であるため、環境問題を解決することで、がん、アレルギー、心血管疾患の発生率を減らすことができます。 糖尿病, 精神疾患そしていくつかの感染症さえも。 同時に、科学者たちは、さまざまな病状の発現に関与し、平均寿命の延長に寄与する遺伝子を特定することができました。 遺伝医学的手法を使用すると、15% の疾患の治療で良好な結果が得られ、ほぼ 50% の疾患で大幅な改善が観察されました。

このように、遺伝学における重要な成果により、体の遺伝構造を分子レベルで研究できるだけでなく、多くの深刻な人間の病気の本質を明らかにし、遺伝子治療に近づくことも可能になりました。

さらに、医学的な遺伝知識に基づいて、遺伝性疾患の早期診断と遺伝性病理のタイムリーな予防の機会が生まれています。

現在、医学遺伝学の最も重要な分野は、遺伝性の素因を持つ疾患を含む遺伝性疾患を診断するための新しい方法の開発です。 今日、着床前診断はもはや誰も驚かなくなりました。これは、子宮内発育の初期段階で胚を診断する方法であり、遺伝学者が胎児の生命への脅威を最小限に抑えながら胎児の細胞を 1 つだけ除去し、正確な診断を下したり、着床前診断について警告したりする方法です。特定の病気に対する遺伝的素因。

理論的および臨床的学問として、医療遺伝学は、ヒトゲノムの研究、細胞遺伝学、分子遺伝学および生化学遺伝学、免疫遺伝学、発生遺伝学、集団遺伝学、臨床遺伝学など、さまざまな方向で集中的に発展し続けています。
医薬品や医療におけるバイオテクノロジーの利用がますます普及したことにより、遺伝的特徴を含む患者の個人に基づいて治療が行われ、治療の過程で使用される薬剤さえも製造される「個別化医療」という新しい概念が登場しました。特定の患者ごとに、その状態を考慮して個別に治療します。 このような医薬品の出現は、特に細胞のハイブリダイゼーション（人工的融合）などのバイオテクノロジーの手法の利用により可能になりました。 細胞のハイブリダイゼーションとハイブリッドの生成のプロセスはまだ十分に研究および開発されていませんが、それらの助けを借りてモノクローナル抗体の生成が可能になったことは重要です。 モノクローナル抗体は、細菌、ウイルス、毒物などの外来物質 (抗原と呼ばれる) が血液中に出現したことに反応して、人間の免疫系の細胞によって生成される特別な「保護」タンパク質です。 モノクローナル抗体は並外れた独特の特異性を持っており、各抗体は独自の抗原のみを認識し、それに結合して人間にとって安全な抗原となります。 現代医学では、モノクローナル抗体が広く使用されています。 診断目的。 現在では、がんやエイズなどの重篤な病気に苦しむ患者の個別治療に非常に効果的な薬としても使用されています。

クローン作成

クローン作成は、無性生殖によって同一の子孫を生み出すためにバイオテクノロジーで使用される方法の 1 つです。 それ以外の場合、クローニングは、単一の細胞または生物の遺伝的に同一のコピーを作成するプロセスとして定義できます。 つまり、クローン作成の結果得られる生物は、見た目が似ているだけでなく、そこに埋め込まれた遺伝情報も全く同じなのです。

「クローン」という用語は、英語のクローン、クローニング（小枝、シュート、子孫）に由来しており、栄養（種子ではない）法によって 1 つの生産植物から取得される植物のグループ（たとえば、果樹）を指します。 その後、「細胞核の置換」とも呼ばれる、同一の生物を得る技術の開発に「クローン」という名前が移されました。 この技術を使用して得られた生物はクローンとして知られるようになりました。 20世紀の1990年代後半、この技術を利用して遺伝的に同一のヒト個体を取得する可能性、つまりヒトクローン作成が現実のものとなった。

自然界では、クローン作成はさまざまな生物に広く普及しています。 植物では、自然なクローン作成は栄養繁殖のさまざまな方法で行われ、動物では単為生殖とさまざまな形の多胚（多胚：「ポリ」とギリシャ語の胚 - 「胚」から、動物におけるいくつかの胚（双子）の形成）が行われます。ランダム要因の影響により、結果として 1 つの受精卵が正しく分割されません)。 人間の場合、多胎児の一例は、自然クローンである一卵性双生児の誕生です。 クローン生殖は甲殻類や昆虫の間で広く行われています。

最初に人工的にクローン化された多細胞生物は、1997 年に羊のドリーでした。 2007 年、エリザベス 2 世は、この科学的功績により、クローン羊の作成者の 1 人にナイト爵位を授与しました。

クローン作成で使用される「核移植」技術の本質は、受精卵自身の細胞核を、体の細胞から抽出された核で置き換えることであり、その正確な遺伝子コピーが取得される予定です。 現在までに、細胞が採取された生物を複製する方法だけでなく、遺伝物質が採取された生物を複製する方法も開発されている。 死んだ生物の最小限の部分が残っている場合でも、死んだ生物を再生する潜在的な可能性があります。必要なのは、それらから遺伝物質 (DNA) を分​​離することだけです。

生物のクローン作成は、完全な場合もあれば、部分的な場合もあります。 完全クローンでは生物全体が再作成され、部分クローンでは体の特定の組織のみが再作成されます。

生物全体を再現する技術は、希少種の動物を保存したり、絶滅種を復元したりする必要がある場合に非常に有望です。

部分クローン作成は、医学において最も重要な方向性となる可能性があります。クローン化された組織は、人体自身の組織の欠如や欠陥を補うことができ、特に重要なことは、移植時に拒否されないためです。 このような治療用クローニングには、最初に生物全体を取得する必要はありません。 その発生は初期段階で意図的に停止され、結果として生じる細胞は胚性幹細胞と呼ばれます（胚性または胚性幹細胞は、胚発生の初期段階で発生する最も原始的な細胞であり、地球のすべての細胞に発生することができます）成人の身体）は、必要な組織やその他の生物学的産物を生産するために使用されます。 治療用クローンは、依然として不治と考えられている一部の人間の病気（アルツハイマー病、パーキンソン病、心臓発作、脳卒中、糖尿病、癌、白血病など）の治療にも使用でき、病気の回避に役立つことが実験的に証明されています。ダウン症候群の子供の誕生など 遺伝性疾患。 科学者たちは、老化と闘い、平均余命を延ばすためにクローン技術をうまく利用できる可能性があると考えています。 この技術の最も重要な応用は、女性と男性の両方の不妊症の場合の生殖の分野です。

農業や畜産業におけるクローン作成の利用についても、新たな可能性が開かれています。 クローン化により、卵、乳、羊毛の生産性が高い動物や、排泄する動物を得ることができます。 人にとって必要な酵素（インスリン、インターフェロンなど）。 遺伝子工学手法とクローン作成を組み合わせることで、害虫から身を守ったり、特定の病気に耐性を持つトランスジェニック作物植物を開発することが可能になります。

ここにリストされているのは、この最新テクノロジーの使用によって得られる機会のほんの一部です。 しかし、人類の多くの問題を解決するために非常に重要なその利点と将来性にもかかわらず、クローン作成は科学と医療の分野で最も議論されている分野の 1 つです。 これは、性と幹細胞の操作、胚の運命と人間のクローン作成に関連する、道徳的、倫理的、法的なあらゆる側面が未解決であるためです。

バイオテクノロジー手法の使用に関するいくつかの倫理的および法的側面

倫理は道徳の教義であり、それによれば、主な美徳は 2 つの極端の間の中間点を見つける能力です。 この科学はアリストテレスによって確立されました。

生命倫理は、医学と生物学における人間の活動の道徳的側面を研究する倫理の一部です。 この用語は V.R. によって提案されました。 1969年のポッター
狭義の生命倫理とは、医療分野におけるさまざまな倫理問題を指します。 広い意味では、生命倫理とは、人間だけでなく生態系に含まれるあらゆる生物にも影響を与える社会、環境、医学、社会法的問題の研究を指します。 つまり、哲学的な方向性を持ち、医学、バイオテクノロジー、生物学全般における新しい技術やアイデアの開発の結果を評価します。

現代のバイオテクノロジー手法には非常に強力な可能性があり、十分に研究されていないため、倫理基準を厳格に遵守する場合にのみ広く使用することが可能です。 社会に存在する道徳原則により、私たちは社会と個人の利益の間で妥協点を探ることを余儀なくされています。 さらに、現在では個人の利益が社会の利益よりも優先されています。 したがって、この分野における倫理基準の遵守とさらなる発展は、まず第一に、人的利益の完全な保護を目的とすべきである。

遺伝子工学やクローン作成の分野における根本的に新しい技術の医療現場への大規模な導入と商業化により、これらの分野の活動のすべての法的側面を規制する適切な法的枠組みを作成する必要性も生じています。

最新のバイオテクノロジーは、生物の生命活動に干渉する膨大な可能性を生み出し、必然的に人に道徳的な問いを投げかけます。それは、自然のプロセスにどの程度干渉することが許されるのかということです。 バイオテクノロジーの問題に関するあらゆる議論は、問題の科学的側面に限定されません。 これらの議論では、主に次のような特定のバイオテクノロジー手法の使用とさらなる開発に関して、正反対の視点がしばしば表明されます。
- 遺伝子工学、
- 治療目的での臓器および細胞の移植。
- クローン作成 - 生体を人工的に作成すること。
- 行動や世界の感情的な認識などを変えるために、神経系の生理機能に影響を与える薬物の使用。

現代の民主主義社会に存在する慣行は、これらの議論が、すでに遺伝学のレベルで個人の私生活を侵害する方法を使用することのすべての「長所」と「短所」をより完全に理解するためだけではなく、絶対に必要であることを示しています。 また、道徳的および倫理的側面について議論し、バイオテクノロジーの使用による長期的な影響を判断することも可能になります。これにより、立法者が個人の権利を保護するために、この分野の活動を規制する適切な法的枠組みを作成するのに役立ちます。

個人の権利侵害の高いリスクに直接関係しており、その広範な使用について最も激しい議論を引き起こしているバイオテクノロジー研究の分野、つまり治療目的での臓器や細胞の移植やクローン作成について詳しく見ていきましょう。
近年、生物医学におけるヒト胚性幹細胞の研究と使用、およびそれを入手するためのクローン技術への関心が急激に高まっています。 知られているように、胚性幹細胞は、さまざまな種類の細胞および組織（造血、生殖、筋肉、神経など）に形質転換することができます。 これらは、遺伝子治療、移植学、血液学、獣医学、薬毒学、薬物検査などでの使用に有望であることが判明しました。

これらの細胞は、（中絶の結果として）妊娠を医学的に中止する際に得られた、発育5～8週間のヒトの胚および胎児から単離されるため、ヒトの胚に関する研究を実施することの倫理的および法的合法性に関して、以下のような多くの疑問が生じます。 :
- ヒト胚性幹細胞に関する科学研究はどの程度必要であり、正当化されるのでしょうか?
- 医学の進歩のために人命を破壊することは許されるのでしょうか、またこれはどれほど道徳的でしょうか?
- これらのテクノロジーを使用するための法的枠組みは十分に整備されていますか?

「生命の始まり」とは何か、「権利の保護を必要とする人」についていつから話せるのか、保護の対象となるものは何なのか、つまり人間の性別についての普遍的な理解があれば、これらすべての問題ははるかに簡単に解決されるでしょう。細胞、受精の瞬間の胚、子宮内発育の特定の段階の胎児、それとも誕生の瞬間の人間でしょうか？ それぞれの選択肢には支持者と反対者がおり、生殖細胞と胚の状態に関する問題は、世界のどの国でもまだ最終的な解決策を見つけていません。

多くの国では、胚に関するいかなる研究も禁止されています（たとえば、オーストリア、ドイツ）。 フランスでは、胎児の権利は妊娠の瞬間から保護されています。 英国、カナダ、オーストラリアでは、研究目的での胚の作成は禁止されていませんが、そのような研究を規制および管理するための法体系が整備されています。 ロシアでは、この分野の状況はむしろ不確実である。幹細胞の研究と使用に関する活動は十分に規制されておらず、この分野の発展を妨げる大きなギャップが法律に残っている。 2002年のクローン化について 連邦法人間のクローン作成に対する一時的（5年間）の禁止措置が導入されたが、2007年に期限が切れ、問題は未解決のままである。

科学者たちは、クローン、つまり遺伝子型が他の生物と同一の生物全体を作成することを目的とする「生殖」クローニングと、幹細胞のコロニーを増殖させるために使用される「治療」クローニングを明確に区別しようとしています。

幹細胞の場合、胚の状態とクローン作成の問題は新たな側面を持ちます。 これは、この種の科学研究の動機、つまり、より新しい、より多くのことを発見するための応用によるものです。 効果的な方法重篤な病気、さらには不治の病の治療。 したがって、一部の国（米国、カナダ、英国など）では、最近まで治療目的で胚やクローン技術を使用することは容認できないと考えられていましたが、社会や国家の立場が、それらの治療目的での使用を容認する方向に変化しつつあります。多発性硬化症、アルツハイマー病およびパーキンソン病、心筋梗塞後、骨または軟骨組織の再生不全、頭蓋顔面損傷、糖尿病、筋ジストロフィーなどの疾患の治療に使用されます。

同時に、治療用クローン作成は生殖用クローン作成への第一歩であると多くの人がみなしているが、これは世界中で非常に否定的な態度をとられており、広く禁止されている。

現在、人間のクローン作成はどこでも正式に実施されていません。 生殖目的での使用の危険性は、クローン技術が父親と母親の遺伝物質の自然で自由な融合を排除しているという事実に見られ、これは人間の尊厳に対する挑戦であると認識されています。 多くの場合、彼らはクローンの自己識別の問題について話します。誰を両親とみなすべきか、なぜ彼は他人の遺伝子コピーなのか？ さらに、クローン作成は、クローンの健康と幸福を危険にさらすいくつかの技術的障害に直面しています。 クローンの急速な老化と多数の突然変異の発生を示す事実があります。 クローン技術によれば、クローンは成体から成長します。生殖細胞ではなく、長年にわたっていわゆる体細胞突然変異が発生した遺伝子構造の体細胞です。 自然受精中に一方の親の突然変異遺伝子がもう一方の親の正常な類似体によって補償される場合、クローン作成時にはそのような補償は起こらないため、クローンの体細胞突然変異によって引き起こされる病気のリスクが大幅に増加します。 深刻な病気(癌、関節炎、免疫不全)。 とりわけ、一部の人々はクローン人間に対する恐怖、その人間が肉体的、道徳的、精神的な発達において優れている可能性に対して恐怖を抱いている（ロシアの精神科医V.ヤロヴォイは、この恐怖は本質的なものであると信じている） 精神障害（恐怖症）、そして 2008 年にはそれに「バイオナリズム」という名前さえ付けられました）。

ここでは、バイオテクノロジーの急速な発展と人間の生活への侵入に関連して生じる多くの問題のうちの一部のみを説明しました。 もちろん、科学の進歩を止めることはできず、科学が提起する疑問は、社会が答えを見つけるよりも早く生じます。 この状況に対処するには、バイオテクノロジーが発展し、実用化されるにつれて生じる倫理的および法的問題について社会で広く議論することがいかに重要であるかを理解することによってのみ可能です。 これらの問題に関するイデオロギーの大きな違いの存在は、この分野における政府による深刻な規制の意識的な必要性を引き起こしています。

「バイオテクノロジー」から「バイオエコノミクス」へ

上記に基づいて、高度なバイオテクノロジーは生活の質と人間の健康を改善し、国家（特に発展途上国）の経済的および社会的成長を確実にする上で重要な役割を果たすことができると結論付けることができます。

バイオテクノロジーは、新しい診断薬、ワクチン、薬を生み出すことができます。 バイオテクノロジーは主要な穀物の収量を増やすのに役立ちますが、これは地球の人口の増加に関連して特に重要です。 大量のバイオマスが未利用または十分に活用されていない多くの国では、バイオテクノロジーはバイオマスを貴重な製品に変換したり、バイオテクノロジー手法を使用して加工してさまざまな種類のバイオ燃料を生産したりする方法を提供する可能性があります。 さらに、適切な計画と管理があれば、バイオテクノロジーを農村地域の工業化ツールとして小さな地域で活用し、小さな産業を生み出すことができ、空き地の開発がさらに活発になり、雇用問題も解決するでしょう。

21世紀におけるバイオテクノロジーの発展の特徴は、その急速な成長だけではありません。 応用科学、それはますます人々の日常生活の一部になりつつあり、さらに重要なことは、経済のほぼすべてのセクターの効果的な（集中的ではなく、広範囲ではない）開発のための例外的な機会を提供することです。 必要な条件社会の持続可能な発展を実現し、それによって社会全体の発展パラダイムに変革的な影響を与えます。

バイオテクノロジーが世界経済に広く浸透していることは、このプロセスの世界的な性質を示す新しい用語さえも形成されているという事実に反映されています。 したがって、バイオテクノロジー手法の使用は、 鉱工業生産、「ホワイトバイオテクノロジー」と呼ばれるようになりました。 医薬品生産医療では「赤色のバイオテクノロジー」、農業生産と畜産では「緑色のバイオテクノロジー」、水生生物の人工栽培とさらなる加工（水産養殖または海洋養殖）では「青色のバイオテクノロジー」です。 そして、これらすべての革新的な領域を統合した経済を「バイオエコノミー」と呼びます。 伝統的な経済から新しいタイプの経済、つまりイノベーションに基づき、さまざまな産業だけでなくバイオテクノロジーの能力を広く活用するバイオエコノミーへの移行という課題。 日常生活すでに世界の多くの国で戦略的目標として宣言されています。

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「研究室No.4」

実験室作業その4

「生命の起源に関する諸仮説の分析と評価」

目標：地球上の生命の起源に関するさまざまな仮説を知っています。

進捗。

表に記入します。

質問に答えてください: あなたは個人的にどの理論を支持しますか? なぜ？

「地球上の生命の起源に関するさまざまな理論」

1. 創造論。

この理論によれば、生命は過去のある超自然的な出来事の結果として誕生しました。 これは、最も広く普及しているほぼすべての宗教の教えの信者によって遵守されています。 創世記に述べられているような伝統的なユダヤ教とキリスト教の創造観は、これまでも物議を醸し続けてきました。 すべてのキリスト教徒は、聖書が人間に対する神の契約であることを認めていますが、創世記に記されている「日」の長さについては意見の相違があります。 世界とそこに生息するすべての生物は24時間のうち6日間で創造されたと信じる人もいます。 他のキリスト教徒は聖書を科学書として扱わず、創世記は全能の創造主によるすべての生き物の創造に関する神学的啓示を人々に理解できる形式で述べていると信じています。 神による世界創造の過程は一度だけ起こったと考えられているため、観察することはできません。 これは、神の創造という概念全体を科学研究の範囲を超えるには十分です。 科学は観察できる現象のみを扱うため、この概念を証明したり反証したりすることは決してできません。

2. 定常状態理論。

この理論によれば、地球は決して誕生したのではなく、永遠に存在したということになります。 それは常に生命を支えることができ、たとえ変化したとしても、ほとんど変化していません。 種も常に存在していました。 現代の年代測定法では、地球の年齢の推定値がますます高くなっているため、定常状態理論の支持者は、地球と種は常に存在していたと信じるようになりました。 それぞれの種には、個体数の変化か絶滅かの 2 つの可能性があります。 この理論の支持者は、特定の化石残骸の有無が特定の種の出現または絶滅の時期を示す可能性があることを認識しておらず、例として葉鰭のある魚の代表であるシーラカンスを挙げています。 古生物学的データによると、葉鰭のある動物は約 7,000 万年前に絶滅しました。 しかし、生きた葉鰭の代表がマダガスカル地域で発見されたとき、この結論は再考されなければならなかった。 定常状態理論の支持者は、現生種を研究し、それらを化石残骸と比較することによってのみ絶滅についての結論を導き出すことができ、その場合でもそれが間違っていることが判明する可能性があると主張しています。 特定の地層における化石種の突然の出現は、その個体数の増加、または遺跡の保存に適した場所への移動によって説明されます。

3. パンスペルミア理論。

この理論は生命の主な起源を説明するメカニズムを提供していませんが、その起源が地球外であるという考えを提唱しています。 したがって、それ自体を生命の起源の理論とみなすことはできません。 それは単に問題を宇宙の別の場所に移すだけです。 この仮説は、J. リービッヒと G. リヒターによって提唱されました。 XIX世紀。 パンスペルミア仮説によれば、生命は永遠に存在し、隕石によって惑星から惑星へと移動します。 最も単純な生物またはその胞子 (「生命の種」) は、新しい惑星に到着し、ここで好ましい条件を見つけて増殖し、最も単純な形態から複雑な形態への進化を引き起こします。 地球上の生命は、宇宙から放棄された微生物の単一コロニーから発生した可能性があります。 この理論を実証するために、UFOの複数の目撃情報、ロケットや「宇宙飛行士」に似た物体を描いた岩絵、宇宙人と遭遇したとされる報告書が利用されている。 隕石や彗星の物質を研究すると、その中にシアン、青酸、有機化合物などの多くの「生命の前駆体」が発見され、これらは裸の地球に落ちた「種子」の役割を果たした可能性があります。 この仮説の支持者は、ノーベル賞受賞者のF. クリックとL. オルゲルでした。 F. クリックは 2 つの間接的な証拠に基づいていました。

遺伝コードの普遍性。

モリブデンは現在地球上で非常に希少ですが、すべての生き物の正常な代謝に必要です。

しかし、生命が地球上で誕生したのではないとしたら、生命は地球の外でどのようにして誕生したのでしょうか?

4. 物理的仮説。

物理仮説の基礎は、生物と無生物の根本的な違いを認識することです。 20世紀の30年代にV.I.ヴェルナツキーによって提唱された生命の起源の仮説を考えてみましょう。 生命の本質に関する見解により、ベルナツキーは生命圏の形で地球上に現れたという結論に至りました。 生物の根本的かつ基本的な特性は、その出現に化学的プロセスではなく物理的プロセスを必要とします。 これは一種の大惨事、宇宙の根幹に対する衝撃に違いありません。 20 世紀の 30 年代に広まった月の形成の仮説に従って、以前は太平洋海溝を満たしていた物質が地球から分離した結果として、ベルナツキーはこのプロセスが原因で月が形成される可能性があると示唆しました。地球の物質の螺旋、渦運動は繰り返されませんでした。 ヴェルナツキーは、宇宙そのものの出現と同じスケールと時間間隔で生命の起源を概念化しました。 大災害の際には、状況が突然変化し、原物質から生物と無生物が出現します。

5. 化学仮説。

この仮説グループは生命の化学的特異性に基づいており、生命の起源を地球の歴史と結びつけています。 このグループのいくつかの仮説を考えてみましょう。

化学仮説の歴史は次のように始まりました。 E.ヘッケルの見解。ヘッケルは、炭素化合物が最初に化学的および物理的原因の影響下で出現したと信じていました。 これらの物質は溶液ではなく、小さな塊の懸濁液でした。 一次塊はさまざまな物質を蓄積して成長し、その後分裂することができました。 その後、地球上のすべての生物の原形となる、核を含まない細胞が出現しました。

生物発生の化学仮説の発展における特定の段階は、 A.I.オパーリンによるコンセプト、 1922年から1924年にかけて彼によって提唱されました。 XX世紀。 オパーリンの仮説は、ダーウィニズムと生化学を統合したものです。 オパーリンによれば、遺伝は選択の結果となった。 オパーリンの仮説では、望みは現実として提示されます。 まず生命の特徴が代謝に還元され、次にそのモデル化によって生命の起源の謎が解けたと宣言される。

J. バーパップの仮説非生物起源のいくつかのヌクレオチドからなる核酸の小分子が、それらがコードするアミノ酸と即座に結合する可能性があることを示唆しています。 この仮説では、一次生命システムは、自己複製と代謝を行う有機体のない生化学的生命と見なされます。 J. ベルナルによれば、生物は、膜の助けを借りてそのような生化学的生命の個々の部分が分離される間に二次的に出現します。

私たちの地球上の生命の起源に関する最後の化学仮説として、次のことを考えてみましょう。 G.V.の仮説、 1988年に提唱されました。 この仮説によれば、有機物質の出現は宇宙空間に転送されます。 宇宙の特定の条件では、有機物質の合成が発生します（隕石には、炭水化物、炭化水素、窒素塩基、アミノ酸、脂肪酸などの多くの有機物質が含まれています）。 ヌクレオチドや DNA 分子さえも宇宙で形成された可能性があります。 しかし、ヴォイトケビッチ氏によると、太陽系のほとんどの惑星での化学進化は凍結しており、地球上でのみ継続していることが判明し、そこでは適切な条件が見つかったという。 ガス星雲の冷却と凝縮の間に、有機化合物のセット全体が原始地球上に出現しました。 これらの条件下では、生物物質が出現し、非生物起源の DNA 分子の周囲に凝縮しました。 したがって、ヴォイトケビッチの仮説によれば、最初は生化学的生命が出現し、その進化の過程で個々の生物が出現したということになります。

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「研究室6」

実験室作業その６。

「ヒトの胚と他の哺乳類との関係の証拠としての類似性の兆候の特定」

目標：ヒトの胚と他の哺乳類との関係の証拠として、それらの間の類似性の兆候を特定します。

装置：表「ヒト胚と他の哺乳類との関係の証明」

進捗。

1. 胚の発生段階を比較します。 類似点はありますか? 彼らはどのようにしてその姿を現すのでしょうか？ それらを記述。

2. 胚の発生段階を比較します。 違いはありますか? 彼らはどのようにしてその姿を現すのでしょうか？ それらを記述。

3. ヒトの胚と他の哺乳類との関係の証拠として、それらの類似点について結論を導き出す

• 自然生態系とアグロセノーゼの類似性。
• 自然生態系とアグロセノーゼの違い。

1. 3つの官能基の存在

(生産者、消費者、分解者)

小麦畑

プロデューサー

消費者

分解者

アグロセノーシスと自然生態系の類似点:

2. 食物網の利用可能性

ライダー

植物

フクロウ

毛虫

ウズラ

ヒバリ

キツネ

ねずみ

アグロセノーシスの食物網

植物

毛虫

ねずみ

ライダー

ウズラ

ヒバリ

キツネ

フクロウ

アグロセノーシスと自然生態系の類似点:

3. 階層構造

アグロセノーシスと自然生態系の類似点:

非生物的要因

アグロセノーシスと自然生態系の類似点:

4. 環境要因の影響

生物的要因

アグロセノーシスと自然生態系の類似点:

4. 環境要因の影響

人為的要因

アグロセノーシスと自然生態系の類似点:

5. 頻繁に食べる 種 - 優勢

種 – 優勢– 数と影響力の点で生態系内で優勢な種

違い

特徴

自然生態系

1. 種の多様性

アグロセノーシス

多くの種が高度に分岐した食物網を形成している

種の数は少なくなり、優勢な種は人間によって決定される

違い 農業セノーシスと自然生態系:

特徴

自然生態系

2. 持続可能性

アグロセノーシス

人が死ぬこともなく不安定

安定した

違い 農業セノーシスと自然生態系:

特徴

自然生態系

3. 選択の動作

アグロセノーシス

有効 自然な選択 、より適応した個体が残ります

自然選択は弱まり、実際に作用している 人為的選択 、貴重な個体が残っています

違い 農業セノーシスと自然生態系:

特徴

自然生態系

4. エネルギー源

アグロセノーシス

太陽エネルギーと人的エネルギー（水やり、除草、肥料など）

太陽のエネルギー

違い 農業セノーシスと自然生態系:

特徴

自然生態系

5. 要素の循環

アグロセノーシス

要素の一部は収穫者によって取られ、サイクルは不完全です

フルサイクル

違い 農業セノーシスと自然生態系:

特徴

自然生態系

6. 自己制御

アグロセノーシス

人間が規制する

自主規制ができる

違い 農業セノーシスと自然生態系:

特徴

自然生態系

7. 生産性（単位時間当たりの光合成による有機物の生成量）

アグロセノーシス

人に感謝します

自然条件による

テーブルを埋め尽くします。

自然コミュニティ

自然な選択

アグロセノーシス

人為的選択

自然および人工の生態系を形成する原動力を評価します。

• 生態系に影響を与えません。
• 生態系に影響を与えます。
• 生態系への影響は最小限です。
• この行動は、最大の生産性を達成することを目的としています。

群集の種構成

自然コミュニティ

種の構成

アグロセノーシス

各ポジションの増減。

特性の分布:

一般的な特性特性

特性のみ のみ のみ

自然のアグロセノーシス

生態系

特徴:

1. 生産者が土壌から吸収した無機物質は生態系から除去されます。

2. 生態系における分解者の存在。

3. 生態系は人間の介入がなければすぐに崩壊します。

4. 食物連鎖における生産者の存在。

5. 主なエネルギー源は太陽です。

6. 生産者が土壌から吸収した無機物質は生態系に戻されます。

特徴:

7. 生態系は人間の介入がなくても長期にわたって安定しています。

8. エネルギーや化学物質の一部は人間によって人工的に導入される可能性があります。

9. 人間は物質の循環にほとんど影響を与えません。

10. さまざまな生態学的ニッチが特徴。

11. 食物連鎖における消費者の存在。

12. 人間は食物連鎖の重要な要素です。

自然の生態系と人間が作り出したアグロセノーズには、次のような共通の特徴があります。

違いは_________________によるものです

____________________________________.

市立予算教育機関

平均 総合的な学校と。 ナルイン

生物学教師Dakaa B.B.による開発。

実験室作業その1

主題：種の形態学的基準の研究

目標：

形態学的基準の特徴の研究に基づいて、種に関する知識を深め、具体化します。 基本的な基準を使用して種の特徴を構成する能力を開発します。

実践的な作業スキルを開発し、結論を導き出します。

装置：表「種の基準」、ハーバリウム、観葉植物

進捗

目標や進捗状況についての導入会話 実験室での仕事、実行された作業に基づいて結論を作成することが義務付けられています。

学生は指示カードを使用して自主的に実験作業を行い、教師は学生に必要な支援を提供します。

行われた作業の結果についての会話。 結論の定式化。

I. 質問を使用して知識とスキルを定着させる:

タイプの基準をリストします。 基準は何ですか? 外部の標識植物と動物、特別な機器と研究方法を使用しないと特定できないのはどれですか?

生物学者が生物の種の同一性を正しく判断するにはどのような科学が必要だと思いますか?

大麦とライ麦という 2 つの栽培植物は同じ数の染色体 (14) を持っていますが、交雑はせず、染色体に違いがあります。 外部構造; 種子の組成は人によって異なります。 化学組成（パンはほとんどの場合、大麦粉から焼かれません）。 植物が同じ種に属するかどうかを判断するためにどのような基準を使用しますか?

クマネズミの個体は、外見的には区別できませんが、それでも異なる種に属しています。 種を決定するにはどのような基準を使用する必要がありますか?

C. リンネが「体系学の父」と呼ばれるのはなぜですか? どれの 実用的な重要性これは科学ですか？

どのような形態の変動が進化の材料となるのでしょうか?

II. 宿題: 12.4.1 を繰り返します。

説明書カード

同じ属の 2 つの種の植物を考えてみましょう。

2 つの植物の葉、茎、花序、花、果実、その他の器官の外部構造を比較します。

それらの類似点と相違点を特定します。

質問に答えてください: 同じ属の異なる種間の類似点と相違点は何を示していますか?

日付:_____________

実験室作業その２

主題：自然選択の結果としての生物の環境への適応

目標：

環境における生物の構造、代謝、行動、その他の特性の対応としてのフィットネスの本質についての知識を発展させ続ける。 自然選択の形態についての知識を深め、拡大する。

観察、比較を行い、因果関係を確立し、観察から結論を引き出す能力を開発します。

主題に対する愛情と個人的な自己改善の能力を養います。

装置：植物や動物の特殊な形態の画像を含むカード。 保護塗料の種類。 草食動物から植物を守る同様の器官、動植物の生物を描いた表、森林、野原、草原、貯水池およびその他の生息地の住民、植物標本室、標本室の種子と果実のコレクション、観葉植物

進捗。

進化の結果の 1 つとしての生物の環境への適応性についての導入的な会話。 行動の結果としての生存競争の過程で、遺伝的多様性に基づいて行われる生物の適応形成のメカニズムを思い出させるもの ある形自然な選択。

研究室での研究の進捗状況。

以下の質問に関する研究室での研究結果に基づく最終的な会話:

1. このデバイスはどのような環境要因に対応しますか?

   その種の祖先は他の条件（たとえば、どのような条件）で生きていたため、あなたが発見した適応を持っていなかったと仮定します。

   彼らの生息地とそこへの適応はどのようなものでしょうか?

   以前に存在した環境と比較して、環境条件にはどのような変化が考えられますか? このような変化を引き起こす原因は何でしょうか?

   新しい環境条件は、祖先形態の集団における個体の生存と繁殖にどのような影響を与える可能性がありますか?

   変化した条件下ではどのような突然変異が有益でしょうか? これらの突然変異の所有者の運命はどうなったのでしょうか?

   突然変異体と典型的なものを掛け合わせた場合、子孫はどのようなものになるでしょうか? どのような形で選考が行われ、どのような結果が得られるのでしょうか？

   突然変異形質の反応規範には世代ごとにどのような変化が生じましたか?

宿題: 12.4.6 を繰り返します。

説明書カード

あなたに与えられた物体（植物または動物）を考えてみましょう。

生物が生息する環境条件への最も明白な適応を見つけます。 これらの特定のデバイスについて説明します。

これらのデバイスの相対的な性質を判断します。

なぜ適応が相対的なのかを証明してください。

日付:_____________

実験室作業その3

主題：植物のアロモルフォーゼと昆虫の特異的適応の同定

目標：

進化の方向に関する知識を利用して、植物、動物、昆虫の構造的特徴を分析する能力を開発します。

生物の芳香形態と特異的適応を識別する能力を開発します。

主題に対する愛情と個人的な自己改善の能力を養います。

装置：漸進的な進化の主な方向性を示す表、主要な植物部門の植物標本、 観葉植物; 植物と昆虫の無芳形および適応的な構造的特徴を描いた表

進捗。

研究室での仕事の目的、目的、特徴についての導入的な会話。

作業結果のディスカッション、結論の作成、作業結果のプレゼンテーション。

生物の好形態的および適応的な構造的特徴を特定するための知識とスキルの統合。 質問や課題についての会話。

宿題: 13.1 を繰り返します。 植物または動物の芳香型（適応型）構造的特徴の発現例を選択します。

説明書カード

植物について考えてみましょう：藻類、苔。 シダの葉、トウヒの小枝、開花植物では、外部構造（新しい器官の出現）と内部構造（新しい組織の出現）の芳形変化を特定します。

昆虫の写真を見てください。 2 つまたは 3 つの種の代表者を選択し、そのライフスタイルを説明します。 それぞれの昆虫の生息地への特異適応（色、体の形、口器など）を特定し、ノートに書き留めます。

日付:_____________

実験室作業その4

主題：環境要因に対する生物の適応特性の特定

目標：

環境への適応特性の特定に基づいて、環境要因が生物の生活に及ぼす影響に関する知識を深め、拡大する。

生物の生息地の特徴と関連して生物の構造的特徴を研究するための観察を行う能力を開発し続ける。

自然への愛を育みます。

装置：観葉植物、ハーバリウム 別の場所生息地; さまざまな生息地に生息する生物を示す表。

進捗。

研究室での研究の目標、目的、進捗状況、結果についての導入的な会話。 インストラクションカードの内容の説明。

学生は指示カードを使用して実験作業を行います。

環境および特定の環境要因の影響に対する生物の適応性の特性を特定するための実験室研究の結果を実施することを目的とした会話。

知識とスキルの定着。 質問や課題についての会話。

宿題: 17.3 を繰り返します。

説明書カード

研究のために提案された生物（植物、動物）の生息地を決定します。

あなたの生息地について説明してください 特定の生物のこの環境で支配的な環境要因の特性に基づいています。

外部および環境要因に対する特定の生物の適応性の特徴を特定します。 内部構造(そして行動)。