Эмпирические и теоретические методы познания. Характеристика Солнечной системы

1. В пределах каждого  вида живых организмов существует  огромный размах индивидуальной  наследственной изменчивости по  морфологическим, физиологическим,  поведенческим и любым другим  признакам. Эта изменчивость может  иметь непрерывный, количественный, или прерывистый качественный  характер, но она существует всегда.

2. Все живые организмы  размножаются в геометрической  прогрессии.

3. Жизненные ресурсы для  любого вида живых организмов  ограничены, и поэтому должна  возникать борьба за существование  либо между особями одного  вида, либо между особями разных  видов, либо с природными условиями.  В понятие «борьба за существование»  Дарвин включил не только собственно  борьбу особи за жизнь, но  и борьбу за успех в размножении.

4. В условиях борьбы  за существование выживают и  дают потомство наиболее приспособленные  особи, имеющие те отклонения, которые случайно оказались адаптивными  к данным условиям среды. Это  принципиально важный момент  в аргументации Дарвина. Отклонения  возникают не направленно —  в ответ на действие среды,  а случайно. Немногие из них  оказываются полезными в конкретных  условиях. Потомки выжившей особи,  которые наследуют полезное отклонение, позволившее выжить их предку, оказываются более приспособленными  к данной среде, чем другие  представители популяции.

5. Выживание и преимущественное  размножение приспособленных особей  Дарвин назвал естественным отбором.

6. Естественный отбор  отдельных изолированных разновидностей  в разных условиях существования  постепенно ведет к дивергенции (расхождению) признаков этих разновидностей и, в конечном счете, к видообразованию.

На этих постулатах, безупречных  с точки зрения логики и подкрепленных  огромным количеством фактов, была создана современная теория эволюции.

Главная заслуга Дарвина  в том, что он установил механизм эволюции, объясняющий как многообразие живых существ, так и их изумительную целесообразность, приспособленность  к условиям существования. Этот механизм — постепенный естественный отбор случайных ненаправленных наследственных изменений.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Молекула ДНК и Ген.

Весной 1869 года в Базеле, Швейцарский биолог и физиолог Иоганн Фридрих Мишер (1844-1895) открыл молекулу ДНК. Данное событие не стало сенсацией, не перевернуло мир и не сделало отца дезоксирибонуклеиновой кислоты знаменитым. Биологическая сущность молекулы была неясна и туманна, поначалу ей отвели скромную роль резервного хранилища фосфора в клетках организма.

Долгое время ДНК никто  не воспринимали всерьёз. Она имела  однообразную структуру, и говорить о каких-то удивительных свойствах  этого образования никому и в голову не приходило. Называли её нуклеиновой кислотой, а по значимости ставили значительно ниже белков, которые (как в то время считалось) и являлись носителями генетической информации.

В целом же представление  о генетике сводилось к хромосомам. Местом их обитания были ядра клеток. Каждый вид животного или растения имел свой набор хромосом, разнящийся по количеству. Состояли последние из белков и той самой нуклеиновой  кислоты. Ген же являлся теоретической  единицей, которая характеризовала  передачу дискретной наследственной информации.

Со временем выяснилось, что нуклеиновая кислота не так  проста, как кажется. Она имеет  четыре образующих нуклеотида и в  спайке с белками играет отнюдь не второстепенную роль. Поменяв статус, кислота поменяла и название. Её выделили в дезоксирибонуклеиновую кислоту или молекулу ДНК. Появились даже первые робкие предположения, что именно она и является носителем наследственной информации.

В 1953 году, обработав материалы, собранные учёными, американский биолог Джеймс Уотсон (род. 1928) и английский нейробиолог Френсис Крик (1916-2004) расшифровали структуру ДНК. Они указали на то, что образующие молекулу участки азотистых оснований придерживаются строгих соотношений, создавая определённые системы или программы. Это вполне могли быть базы данных, содержащие в себе наследственную информацию.

Азотистые основания могут  соединяться только в порядке: А  с Т и Ц с Г, образуя, таким образом, только четыре группы соединений: А-Т, Т-А, Ц-Г, Г-Ц. Несмотря на кажущуюся малость, поперечные спайки молекулы ДНК способны создавать бесконечное множество сочетаний, несхожих друг с другом. Взаимодействуя с сахаром и фосфатной группой, азотистые основания образуют определённые блоки, которые называют нуклеотидами.

  Сотни последовательно  соединённых нуклеотидов формируют  ГЕН. Каждый из них несёт  свой код, а обязан он такой  индивидуальностью четырём азотистым  основаниям. Именно при их помощи  и записывается генетическая  наследственная информация, которая  затем считывается полимером  РНК (рибонуклеиновая кислота) и реализуется в виде белков – строительного материала живого мира планеты.

В таком многообразии информационных и биологических соединений легко  запутаться, потерять начало, не найти  конец. Это может привести к хаосу  и сбою в работе всей системы. Природа  предусмотрела подобные последствия  и разбила огромные пласты информации на компактные блоки. Люди науки называют их хромосомами.

Хромосом содержит в себе одну молекулу ДНК и белки. Последние  придают этим информационным блокам индивидуальные черты, так как очень  разнообразны: бывают белки-ферменты, бывают белки–гормоны и многие-многие другие. Среда обитания хромосом –  ядро клетки. Каждый вид живого организма  имеет своё определённое количество хромосом.

У человека таковых 46. То есть, практически в каждой клетке имеется  в наличии 22 пары однотипных хромосом, а также Х-хромосома и У-хромосома. Две последние отвечают за пол человека. Комбинация ХУ – мужчина, а ХХ – женщина. Хромосомный набор ядра клетки называют геномом. Вот именно он и является конечным полновластным хранителем генетической информации любого живого организма.

В геноме содержится около 3 миллиардов пар азотистых оснований  нуклеотидов ДНК, которые образуют примерно 25 000 генов. Это не очень  много. Ещё 40 лет назад предполагалось, что в геноме человека должно быть не менее 100 000 генов. Сейчас считается, что их всего 28 000, но по всей видимости гораздо меньше. К тому же, не более 2% массы молекулы ДНК задействовано для выполнения различных известных функций. Остальные 98% никак не замечены в деятельности какого-либо рода. Их называют мусорной ДНК.

В эту подавляющую своим  количеством массу входят участки  ДНК между генами, повторяющиеся  участки, а также нитроны, которые  являются частью генов, но не содержат никакой информации о генерации  белков. Зачем рациональная природа  создала столько ненужного материала  – это пока загадка за семью печатями. Скорее всего, это пласты каких-то непонятных высоких программ, напрямую связанных с Космосом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Основные достижения современной химии.

 

Химию принято подразделять на пять разделов: неорганическая, органическая, физическая, аналитическая и химия  высокомолекулярных соединений. 
    Основными задачами неорганической химии являются: изучение строения соединений, установление связи строения со свойствами и реакционной способностью. Также разрабатываются методы синтеза и глубокой очистки веществ. Большое внимание уделяется кинетике и механизму неорганических реакций, их каталитическому ускорению и замедлению. Для синтезов все чаще применяют методы физического воздействия: сверхвысокие температуры и давления, ионизирующее излучение, ультразвук, магнитные поля. Многие процессы проходят в условиях горения или низкотемпературной плазмы. Химические реакции часто сочетают с получением волокнистых, слоистых и монокристаллических материалов, с изготовлением электронных схем. 
    Неорганические соединения применяются как конструкционные материалы для всех отраслей промышленности, включая космическую технику, как удобрение и кормовые добавки, ядерное и ракетное топливо, фармацевтические материалы. 
    Органическая химия – наиболее крупный раздел химической науки. Если число известных неорганических веществ исчисляется тысячами, то органических веществ известно несколько миллионов. Общепризнано огромное значение химии полимеров. Так, еще в 1910 году С.В. Лебедев разработал промышленный способ получения бутадиена, а из него каучука. 
    В 1936 году У. Карозерс синтезирует «нейлон», открыв новый тип синтетических полимеров – полиамиды. В 1938 году Р.Планкет случайно открывает тефлон, создавший эпоху синтеза фторполимеров с уникальной термостабильностью, создаются «вечные» смазочные масла (пластмассы и эластомеры), широко используемые космической и реактивной техникой, химической и электротехнической промышленностью. Благодаря этим и многим другим открытиям из органической химии выросла химия высокомолекулярных соединений (или полимеров). 
    Начавшиеся в 30–40-е годы широкие исследования фосфорорганических соединений (А.Е. Арбузов) привели к открытию новых типов физиологически активных соединений – лекарственных препаратов, отравляющих веществ, средств защиты растений и др. 
    Химия красителей практически дала начало химической индустрии. Например, химия ароматических и гетероциклических соединений создала первую отрасль химической промышленности, продукция которой ныне превосходит 1 млрд тонн, и породила новые отрасли – производство душистых и лекарственных веществ. 
    Проникновение органической химии в смежные области – биохимию, биологию, медицину, сельское хозяйство – привело к изучению свойств, установлению структуры и синтезу витаминов, белков, нуклеиновых кислот, антибиотиков, новых средств ускорения роста растений и средств борьбы с вредителями. 
    Ощутимые результаты дает применение математического моделирования. Если нахождение какого-либо фармацевтического препарата или инсектицида требовало синтеза 10–20 тыс. веществ, то с помощью математического моделирования выбор делается лишь в результате синтеза нескольких десятков соединений. 
    Роль органической химии в биохимии трудно переоценить. Так, в 1963 году В. Виньо синтезировал инсулин, также были синтезированы окситоцин (пептидный гормон), вазопрессин (гормон обладает антидиуретическим действием), брадикинин (обладает сосудорасширяющим действием). Разработаны полуавтоматические методы синтеза полипептидов (Р. Мерифилд, 1962). 
    Вершиной достижений органической химии в генной инженерии явился первый синтез активного гена (X. Корана, 1976). В 1977 году синтезирован ген, кодирующий синтез человеческого инсулина, а в 1978-м – ген соматостатина (способен угнетать секрецию инсулина, пептидный гормон). 
    Физическая химия объясняет химические явления и устанавливает их общие закономерности. Физическая химия последних десятилетий характеризуется следующими чертами: в результате развития квантовой химии (использует идеи и методы квантовой физики для объяснения химических явлений) многие проблемы химического строения веществ и механизма реакции решаются на основании теоретических расчетов; наряду с этим широко используются физические методы исследования – рентгеноструктурный анализ, дифракция электронов, спектроскопия, методы, основанные на применении изотопов и др. 
    Аналитическая химия рассматривает принципы и методы изучения химического состава вещества. Включает количественный и качественный анализ. Современные методы аналитической химии связаны с необходимостью получения полупроводниковых и других материалов высокой частоты. Для решения этих задач были разработаны чувствительные методы: активационный анализ, химико-спектральный анализ и др. 
    Современная химия предстает перед нами как исключительно многогранная и разветвленная система знаний, для которой характерно интенсивное развитие. Важнейшим стратегическим ориентиром этого процесса является все более тесный синтез химии как науки и химии как технологии промышленного производства.

 

 

 

 

Список используемой литературы:

 

1.  Князева Е.Н., Курдюмов С.П. Законы эволюции и самоорганизации сложных систем. М., Наука, 1994
2. Новиков И.Д. Эволюция Вселенной. М., Наука, 1991
3. Суханов А.Д., Голубева О.Н. Концепции современного естествознания. Учебник для вузов. М., Агар, 2000
4. Филин С. П., Концепция современного естествознания. Конспект лекций.ЭКСМО.-160с.