- •1.1 Введение, назначение курса, государственный стандарт
- •1.2 Определения и термины для научных методов
- •Логический метод – логически воспроизводится история развития объекта без случайных, несущественных деталей.
- •1.3 Краткая история развития мировоззрения и естествознания на Земле
- •Мировоззрение древних народов, зарождение научных методов, Вклад древнегреческих ученых в начало наук
- •2.1 Мировоззрение древних народов
- •2.2 Древнегреческая натурфилософия
- •Архимедова механика. Наука в эпоху с 1-го по 15-й век. Введение в математику, математика как язык естественных наук Приложения к лекциям м.Ф. Шабанова. Лекция № 3
- •3.1 Архимедова механика
- •Архимедова механика, которой пользовались древние греки и после них до наших дней.
- •3.Правило винта, домкрата.
- •3.3 Введение в математику, математика как язык и основа естественных наук.
- •Аксиомы
- •Введение в физику. Наука о движении кинематика и ее законы. Динамика, законы Ньютона, как основа механистической картины мира. Приложения к лекциям м.Ф. Шабанова. Лекция № 4
- •4.1 Введение в физику
- •4.2 Наука о движении - кинематика и ее законы Обозначения и единицы измерения.
- •Общие законы движения
- •1 Закон. Если на тело не действуют другие тела, оно сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения. Это закон инерции, первый закон Ньютона.
- •Движение тела по окружности.
- •Динамика, обозначения и единицы измерения.
- •При расстоянии между ними - r
- •Приложения к лекциям м.Ф. Шабанова. Лекция № 5
- •5.1 Гидродинамика, стационарное и турбулентное течение, капилляры.
- •Применение уравнения Бернулли:
- •5.2 Колебания. Волны, звук
- •2. Если нечетное π то вычитание
- •3. Сложение колебаний с близкими частотами ω1, ω2
- •Затухающие колебания.
- •Волновой процесс.
- •Звук, звуковые волны
- •Приложения к лекциям м.Ф. Шабанова. Лекция № 6.
- •6.1 Теплофизика и термодинамика
- •Тепловое расширение твердых тел
- •Уравнение теплопроводности Фурье
- •Уравнение переноса или диффузии газа
- •6.2 Основные положения молекулярно-кинетической теории вещества, законы для идеальных и реальных газов
- •6.3 Газовые законы для идеального газа
- •Законы Гей-Люссака 1802 г.
- •Уравнения Клаперона-Менделеева
- •Связь между скорости движения молеку с температурой и давлением газа
- •6.3 Циклы Карно, тепловые машины Работа газа при расширении
- •6.4 Химия наука о веществе, химических реакциях и химических системах.
- •6.5 Органическая химия
- •Электричество, электродинамика. Электромагнитная картина мира Приложение к лекциям Шабанова м.Ф. Лекция № 7.
- •Особенности электромагнитной картины мира.
- •7.1 Электростатика
- •7.2 Электрический ток, электрические цепи
- •7.3 Электромагнитное излучение и его измерение.
- •Спектральные линии
- •7.4 Геометрическая оптика.
- •Световой поток, сила света и освещенность.
- •Основные составляющие мира. Приложение к лекциям Шабанова м.Ф. Лекция № 8. Структурные составляющие мира - микромир, макромир, мегамир.
- •8.1 Основные, фундаментальные составляющие мира
- •Формула (1) отражает рост массы – m от скорости V. Формула отражает зависимость энергии от массы тела. Обозначения в формулах:
- •Энергия
- •8.2 Свойства и значение информации
- •Особенности современной физики. Понятие о строении материи. Приложение к лекциям Шабанова м.Ф. Лекция № 9.
- •9.1 Ученые и развитие науки в хх-ом веке
- •9.2 Законы сохранения в замкнутых системах и законы симметрии
- •Законы симметрии.
- •9.3 Атомная физика ядра атомов и элементарные частицы
- •Астрономическая картина мира Приложение к лекциям Шабанова м.Ф. Лекция № 10.
- •10.1 Астрономические явления, связанные с вращением Земли и ее движением по орбите
- •10.2 Измерения времени, календарь
- •Календарь.
- •10.3 Солнечная система.
- •10.31 Наша звезда Солнце.
- •Основные типы ядерных реакций, их энерговыделение.
- •10. 32 Планеты солнечной системы
- •19.33 Планеты – гиганты – Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун.
- •10.4 Образование солнечной системы, космогонические гипотезы.
- •10.5 Образование Вселенной, элементы космологии.
- •Горячая Вселенная.
- •Адронная эра
- •Биология. Основные понятия, классификации, законы биологии. Приложение к лекциям Шабанова м.Ф. Лекция №11
- •11.1 Основные понятия, уровни биосистеми их составляющие
- •11.2 Генетика, генетический код, одноклеточные организмы
- •11.3 Законы биологии и их возможные применения
- •Литература.
- •История Земли. Возникновение и развитие жизни на Земле Приложение к лекциям Шабанова м.Ф. Лекция №12
- •12.1 Образование Земли и ее строение
- •12.2 Происхождение и развитие жизни на Земле
- •12.3 Биологические эры в истории Земли
- •12.4 Происхождение и эволюция человека
- •Литература.
- •Приложение к лекциям Шабанова м.Ф. Лекция №13
- •13.1 Общесистемные законы, правила и свойства для природных, технических, биологических и социально-экономических систем.
- •4. Закон единства и взаимодействия противоположностей. Всякая система содержит взаимодействующие противоположности, и это взаимодействие служит двигателем эволюции.
- •Заключение по системным законам
- •13.2 Особенности системного анализа социально-экономических систем (сэс) и возможности использования компьютеров в подготовке и принятии решений
- •Управление сэс всегда происходит в условиях неопределённости по трем причинам:
- •13.3 Возможности компьютерных методов разработки и принятия решений
- •Литература.
- •14.1 Законы кибернетики в приложении к управлению социально экономическими системами
- •Cинергетика и информационное управление Приложение к лекциям Шабанова м.Ф. Лекция №15
- •15.1 Синергетика и традиционное научное мышление
- •15.2 Информационное управление человеком и общественной системой
- •15.3 Методы информационного управления и информационной войны
- •Литература.
- •16.2 Научные прогнозы будущего, учение в.И. Вернадского о ноосфере.
- •Литература
11.2 Генетика, генетический код, одноклеточные организмы
Генетика – наука о воспроизведении живых существ, наследственности и изменчивости, о генотипах живых существ. Генетический код — свойственный всем живым организмам способ кодирования аминокислотной последовательности белков при помощи последовательности нуклеотидов. Генетический код является триплетным, сочетанием 3-х нуклеотидов. Триплет или кодон кодирует одну из 20 аминокислот. Кодон однозначен, т е кодирует только одну аминокислоту и избыточен, каждая аминокислота может кодироваться несколькими кодонами. Код универсален для всех живых существ Земли. В ДНК используется четыре нуклеотида — аденин (А), гуанин (G), цитозин (С), тимин (T), которые в русскоязычной литературе обозначаются буквами А, Г, Ц и Т. Эти буквы составляют алфавит генетического кода. В РНК используются те же нуклеотиды, за исключением тимина, который заменён похожим нуклеотидом — урацилом, который обозначается буквой U (У в русскоязычной литературе). В молекулах ДНК и РНК нуклеотиды выстраиваются в цепочки и, таким образом, получаются последовательности генетических букв. Из 4-х нуклеотидов получается 64 кодона
Для построения белков в природе используется 20 различных аминокислот. Каждый белок представляет собой цепочку или несколько цепочек аминокислот в строго определённой последовательности. Эта последовательность определяет строение белка, а следовательно все его биологические свойства. Набор аминокислот также универсален почти для всех живых организмов. Реализация генетической информации в живых клетках (то есть синтез белка, кодируемого геном) осуществляется при помощи двух матричных процессов: транскрипции (то есть синтеза мРНК на матрице ДНК) и трансляции генетического кода в аминокислотную последовательность (синтез полипептидной цепи на мРНК). Для кодирования 20 аминокислот, а также сигнала «стоп», означающего конец белковой последовательности, достаточно трёх последовательных нуклеотидов.
Ген – участок молекулы ДНК, отвечающий за определенный признак. Генотип – совокупность всех генов данного организма. Ген может быть доминантным, сохраняющим определенный признак или рецессивным – изменяющим признак. Наличие доминантных и рецессивных признаков в потомстве определяется законами Г. Менделя. Результат взаимодействие генов определяется решеткой Пеннета. В частности, генетика пола показывает равную вероятность рождения мальчиков и девочек.
Изменчивость возникает в результате рекомбинации и мутации генов. Мутации бывают генные, хромосомные и геномные. Они не имеют направленного характера, т е случайные. Но положительные, с точки зрения выживания организма, закрепляются, а отрицательные уничтожаются в борьбе за существование. Знание законов генетики позволяет эффективно делать искусственный отбор ценных пород растений и животных.
При бесполое размножение для одноклеточных организмов осуществляется; спорами (мхи, лишайники, папоротники), почкованием ( кишечнополостные), вегетативными органами растений и клонированием. При этом происходит развитие дочерней особи из соматических клеток взрослой особи, с последующим делением.
При половом размножении у простейших организмов и грибов, происходит обмен наследственной информации в виде ядерного материала – коньюгация. У организмов более высокой организации происходит слияние гаплоидных клеток ( гамет) – копуляция. Хранение, передачу и реализацию генетической информации обеспечивают хромосомы. Это биологические системы молекулярного уровня.
Жизненный цикл клетки включает интерфазу – период синтеза и роста клетки и осуществления всех ее функций, кариокинез – процесс деления клетки и перераспределения хромосом между дочерними клетками , цито кинез – процесс деления цитоплазмы между дочерними клетками. Митоз – процесс деления клеточного ядра, обеспечивающий ядра дочерних клеток идентичным с родительским набором хромосом. Мейоз – форма ядерного деления с уменьшением числа хромосом с диплоидного до гаплоидного. При этом образуются половые клетки. Именно гаплоидные клетки обеспечивают сохранение и передачу наследственной информации для будущего потомства. При слияние женских яйцеклеток и мужских сперматозоидов образуется одноклеточный зародыш.
Организмы или особи – единицы живого, вне их жизни нет. На молекулярном уровне это вирусы, мельчайшие живые организмы размером от 20 до 300 нм. Они состоят из молекулы нуклеиновой кислоты и белковой оболочки – капсида. Кислота может быть ДНК или РНК, одно и двух цепочные. Вирус (от лат. Vira –яд) прикрепляется к клетке своим капсидом и нуклеиновая кислота впрыскивается в клетку и направляется в ядро клетки. Вирус встраивается в ДНК клетки, заставляя производить нужные вирусу белки. Через некоторое время клетка гибнет, а новые вирусы «одевают» новые капсиды и атакуют другие клетки. Так мизерные существа, размер которых в десятки раз, а масса в сотни тысяч раз меньше чем клетка, убывают целые клетки. Это наглядный пример, сколь опасны бывают микроорганизмы.
Бактерии – одноклеточные до ядерные формы жизни. Они имеют наружную мембрану и плотную клеточную стенку. В ней свободно располагается кольцевая нуклеиновая кислота, незащищенная ядерной оболочкой. Клеточных органоидов нет, все жизненные функции выполняются на уровне мембранных комплексов. Царство бактерий имеет 4-е класса. Истинные бактерии – эубактерии, актиномициты, микробактерии и спирохеты. По роду деятельности имеются молочнокислые бактерии, уксусного брожения, почвенные, клубеньковые и патогенные бактерии. Последних не более одна на тысячу, все остальные неутомимые труженики в биосфере.
Одноклеточные организмы с ядром – эукариоты. Это одноклеточные водоросли, а среди живых корненожки, амебы, радиолярии, жгутиковые, инфузории, споровики и другие. Среда обитания, как у бактерий, вся биосфера. Формы тела разнообразные, меняющиеся во времени. Питание путем фотосинтеза или поглощением органических веществ через мембрану. Дыхание также через мембрану, всем телом. Способ размножения бесполый – делением клеток у хламид и половой у инфузорий.
Следующие одноклеточные и многоклеточные и многоклеточные формы жизни это грибы, лишайники, мхи. Грибы это плесень на продуктах, фитофторы, поражающие растения, настоящие грибы – белый, подберезовик, груздь и другие. Способ размножения спорами – бесполый и половой путем слияния ядерного материала. Лишайники обитают на наземных формах жизни, это симбиоз грифов или нитей грибов и одноклеточных зеленых водорослей.
Биологическая классификация многоклеточных организмов многообразна вследствии большого разнообразия признаков. Это внешний вид, среда обитания, способ размножения, способы питания и дыхания, наличие сходных органов и другие признаки классификации. Начало современного способа классификации заложил шведский биолог К. Линей. Она расширена и продолжена французским биологом Ж. Ламарком и другими биологами. Различают два царства живых организмов – растения и живые существа.