- •Федеральное агентство по образованию
- •Введение
- •1. Панорама современного естествознания
- •1.1. Естественнонаучная и гуманитарная культура
- •1.2.Научный метод
- •1.3. История развития естествознания
- •1.4.Физика - основа современного естествознания
- •2. Иерархия структур в микро-, макро- и мегамире
- •Звёзды. Галактики. Вселенная
- •3. Представление о концепциях материи, движения, пространства и времени
- •3.1.Основные свойства пространства и времени
- •3. 2. Принципы относительности и инвариантность. Симметрия
- •4. Механическое движение. Классическая концепция Ньютона
- •4.1. Физические величины и их единицы измерения
- •4.2. Классическая концепция Ньютона
- •Силы. Закон всемирного тяготения
- •Закон сохранения импульса
- •4.3. Работа, мощность, энергия
- •4.4. Закон сохранения механической энергии
- •4.5. Общефизический закон сохранения энергии
- •5. Колебания и волны
- •5.1. Гармонические колебания и их характеристики
- •5.2. Вынужденные колебания. Резонанс
- •5.3. Волновые процессы
- •5.4. Свойства волн: интерференция, дифракция
- •6. Фундаментальные взаимодействия
- •6.1. Концепции близкодействия и дальнодействия
- •6.2 Виды фундаментальных взаимодействий
- •6.3. Понятие физического поля
- •6.4. Гравитационное поле
- •6.5. Электромагнитные поля и волны
- •6.6. Принцип суперпозиции
- •6.7. Шкала электромагнитных волн
- •7. Статистические и термодинамические свойства макросистем
- •7.1. Основные понятия молекулярной физики
- •7.2. Термодинамические законы
- •7.3. Энтропия
- •7.4. Второе начало термодинамики
- •7.5. Термодинамика открытых систем
- •8. Концепция корпускулярно-волнового дуализма
- •8.1. Природа света
- •8.2. Корпускулярно-волновые свойства микрочастиц
- •8.3. Принципы неопределённости и дополнительности
- •9. Элементы атомной и ядерной физики
- •9.1. Физика атома
- •9.2. Строение атомного ядра
- •9.3. Дефект массы и энергия связи ядра. Явление радиоактивности. Виды радиоактивного распада
- •9.4. Ядерные и термоядерные реакции
- •9.5. Воздействие излучения на человека. Радиационно-биологические процессы
- •10. Развитие химических концепций
- •10.1. Эволюция химических знаний
- •10.2. Основные понятия химии
- •10.3. Периодическая система химических элементов д.И. Менделеева и её современный вид
- •10.4. Виды химической связи
- •10.5. Реакционная способность веществ. Химические реакции
- •Скорость химических реакций. Современный катализ
- •Обратимые и необратимые химические реакции
- •Принцип Ле Шателье
- •Тепловой эффект реакции
- •10.6. Методы качественного и количественного анализа
- •10.7. Синтез вещества
- •11. Мегамир: современные космологические концепции
- •11.1. Концепции эволюции Вселенной
- •11.2. Концепции эволюции звездных объектов
- •Черные дыры
- •Белые карлики
- •Нейтронные звезды
- •Пульсары
- •Квазары
- •11.3. Концепции эволюции Солнечной системы
- •12. Планета Земля и современные представления о литосфере
- •12.2. Теория литосферных плит
- •12.3. Географическая оболочка Земли
- •12.4. Условия, способствующие возникновению жизни на Земле.
- •13. Биосфера. Биологические концепции
- •13.1. Развитие биологических концепций
- •13.2. Концепции происхождения жизни
- •13.3. Принципы развития, эволюции и воспроизводства живых систем
- •13.4. Биосфера и ее свойства
- •13.5. Биологические уровни организации материи
- •13.6. Генетика и эволюция
- •14.Экология в современном мире
- •14.1. Основные направления экологии
- •14.2. Вредные вещества и их реальная опасность
- •14.3. Сохранение озонового слоя
- •14.4. Кислотные осадки
- •14.5. Парниковый эффект
- •14.6. Захоронение радиоактивных отходов
- •15. Феномен Человек
- •15.1. Возникновение человека
- •15.2. Человек: физиология, здоровье, работоспособность, эмоции
- •15.3. Творчество
- •15.4. Биоэтика
- •15.5. Космические и биологические циклы
- •16.Самоорганизация в природе
- •16.1. Синергетика - новая междисциплинарная наука
- •16.2. Порядок из хаоса
- •16.3. Диссипативные структуры
- •16.4. Концепции самоорганизации
- •Принцип универсального эволюционизма. Путь к единой культуре
13.6. Генетика и эволюция
Генетика – это наука о наследственности, изменчивости организмов и методах управления ими. Обычно наследственность определяется, как способность родителей передавать свои признаки и особенности развития следующему поколению. Возможности их развития в значительной степени зависит от условий окружающей среды.
Информация о наследственности содержится в гене, который представляет собой участок цепи (ДНК), используемой для кодирования белка определенного вида. Ген отвечает за формирование, какого-либо признака, способен к воспроизведению и расположен в определенном участке хромосомы.
Совокупность всех генов одного организма – генотип. Изменчивость заключается в изменении наследственных зачатков – генов и в изменении их проявления в процессе развития организма.
Совокупность всех признаков организма – фенотип. В ходе процесса эволюции, длящегося миллионы лет, появилось поразительное многообразие форм живого.
Основу современной эволюционной теории составляет изучение популяционной генетики. Гены, действуя независимо друг от друга или совместно с факторами внешней среды, определяют фенотипические признаки организмов и обусловливают изменчивость в популяциях. В ходе естественного отбора фенотипы, которые смогли приспособиться к условиям данной среды, сохраняются, тогда как фенотипы, которые не могут приспособиться, подавляются и, в конце концов, исчезают. Изменение генетического состава популяции приводит к прогрессивному усилению строения форм всего живого, примером этого может служить возникновение современного человека.
Перспективными направлениями генетики, развиваемыми в последние годы, являются генная инженерия, клонирование, выявление наследственных заболеваний.
В результате генной инженерии создаются не только современные лекарственные препараты, но и, генетически модифицированные продукты питания, изготавливаемые из искусственно создаваемых биологических форм, в частности, сои. Для этого в исходные продукты добавляют или убирают определенные гены. Например, благодаря использованию гена рыбы, живущей в полярных широтах, получены холодоустойчивые помидоры, которые могут длительное время храниться в холодильнике.
Клонирование – это процесс создания клонов. В процессе размножения большинства высших организмов дочерняя особь получает половину генов от своего отца, а половину – от матери. Клоны же – это организмы, имеющие совершенно идентичные генотипы. Для создания клонов используются соматические клетки, в которых содержится полный набор хромосом, тогда как в половых клетках содержится только половина этого набора. В 1997 году была получена знаменитая овца Долли – генетическая копия своей матери. Для этого из клетки её вымени было взято ядро и пересажено в яйцеклетку другой овцы.
Недостаток или наличие лишней хромосомы является свидетельством определенных наследственных заболеваний. В 2004 году был открыт ген, несущий информацию о предрасположенности человека к раку. В настоящее время ученые близки к разгадке генетического кода человека.
Успехи в области генетики во многом определяют прогресс в трансплантологии, травматологии, в других областях медицины и биологии, а также в производстве продуктов питания.