53) Биотехнология — это производство необходимых человеку продуктов и материалов с помощью живых организмов, культивируемых клеток и биологических процессов.

Возможности биотехнологии необычайно велики благодаря тому, что ее методы выгоднее обычных: они используются при оптимальных условиях (температуре и давлении), более производительны, экологически чисты и не требуют химических реактивов, отравляющих среду и др.

Объектами биотехнологии служат многочисленные представители групп живых организмов — микроорганизмы (вирусы, бактерии, протисты, дрожжи и др.}, растения, животные, а также изолированные из них клетки и субклеточные структуры (орга-неллы). Биотехнология базируется на протекающих в живых системах физиолого-биохимических процессах, в результате которых осуществляются выделение энергии, синтез и расщепление продуктов метаболизма, формирование химических и структурных компонентов клетки.

Главными направлениями биотехнологии являются: 1) производство с помощью микроорганизмов и культивируемых эука-риотических клеток биологически активных соединений (ферментов, витаминов, гормональных препаратов), лекарственных препаратов (антибиотиков, вакцин, сывороток, высокоспецифичных антител и др.), а также белков, аминокислот, используемых в качестве кормовых добавок; 2) применение биологических методов борьбы с загрязнением окружающей среды (биологическая очистка сточных вод, загрязнений почвы и т. и.) и для защиты растений от вредителей и болезней; 3) создание новых полезных штаммов микроорганизмов, сортов растений, пород животных и т. п.

Задачи, методы и достижения биотехнологии. Человечеству необходимо научиться эффективно изменять наследственную природу живых организмов, чтобы обеспечить себя доброкачественной пищей и сырьем и при этом не привести планету к экологической катастрофе. Поэтому не случайно главной задачей селекционеров в наше время стало решение проблемы создания новых форм растений, животных и микроорганизмов, хорошо приспособленных к индустриальным способам производства, устойчиво переносящих неблагоприятные условия, эффективно использующих солнечную энергию и, что особенно важно, позволяющих получать биологически чистую продукцию без чрезмерного загрязнения окружающей среды. Принципиально новыми подходами к решению этой фундаментальной проблемы является использование в селекции генной и клеточной инженерии.

54) Метаболизм – это совокупность химических реакций, возникающих в организме, которые обеспечивают его жизнедеятельность. Данные процессы регулируют размножение, рост, реакцию на внешние факторы, возможность сохранения целостности организма.

Обмен веществ осуществляется между клетками и межклеточной жидкостью, неизменный состав которой обеспечивается благодаря кровообращению. Во время метаболической реакции происходит непрерывный процесс превращения одних веществ в другие, и такая реакция обеспечивается благодаря ферментам. Они способны работать в качестве биологических катализаторов, а также деактивировать химические реакции. С другой стороны важной задачей ферментов является регулирование метаболических путей (то есть серий химических реакций) в ответ на сигналы других клеток и изменение внешних условий.

Пригодность конкретной молекулы для использования как источника энергии определяется особенностями метаболизма организма. Скорость метаболизма также оказывает влияние на потребность организма в пище.

Основные компоненты обмена веществ и пути метаболизма схожи для многих существ, в связи с чем, ученые делают вывод о единстве происхождения живых организмов. Карбоновые кислоты, к примеру, которые являются промежуточным веществом цикла трикарбоновых кислот, присутствуют во всех существах. Такие сходства в процессе обмена веществ, скорее всего, связаны с эффективностью метаболических путей и с их появлением в эволюции на самых ранних этапах.

Вещества органического происхождения, которые входят в состав всех организмов, представлены жирам и, углеводами, нуклеиновыми и аминокислотами в основном. Для обеспечения жизнедеятельности данные молекулы играют наиболее важную роль, поэтому метаболические реакции направлены на то, чтобы при строительстве клеток создать эти молекулы, а также для их разрушения, что позволит использовать высвободившуюся энергию.

Уровень метаболизма во многом связан с телосложением человека. Чистая масса тела без жира и скорость обмена веществ находятся в прямой зависимости. Учитывая тот факт, что у мужчин процентное соотношение жира с массой тела ниже, чем женщин, можно с уверенностью говорить о том, что скорость метаболизма в мужском организме в среднем на 15-20% выше. Гормоны, наследственность, уровень физической нагрузки также играют не последнюю роль в скорости данного процесса.

Наиболее активно процесс обмена веществ протекает в мышцах, мозговой ткани, органах брюшной полости. Связано это с тем, что данные процессы являются наиболее важными для обеспечения жизнедеятельности, чем, к примеру, процессы, протекающие в подкожно-жировой клетчатке.

К основным факторам, влияющим на обмен веществ можно отнести следующие:

Количество принимаемой пищи и обмен веществ напрямую зависят друг от друга: чем ниже первый показатель, чем ниже и второй. При этом увеличение количества потребляемых продуктов питания может приводить как к замедлению, так и к ускорению метаболизма. В том случае, если избыточный прием пищи приводит к появлению лишнего жира, наступает замедление обмена веществ, но с другой стороны возможное его ускорение может быть следствием повышенной нагрузки на органы организма.

Качество пищи также влияет на уровень метаболизма. Пища высокого качества, богатая белками, ускоряет данных процесс, в то время как углеводы способны его понизить.

Физические нагрузки уже через 10-15 минут способны ускорять обмен веществ. Чем больше тело привыкло к физическим нагрузкам, тем меньше после них ускоряется метаболизм, таким образом, изменение данного процесса у спортсменов после тренировок является незначительным.

Нарушение обмена веществ может приводить к серьезным нарушениям в деятельности организма. Проблемы пищеварительной, сердечнососудистой и других систем нередко начинаются именно с данного нарушения. В таком случае помочь разрешить ситуацию может врач эндокринолог или диетолог.

Анаболизм – процесс генерации органических веществ. Данный процесс является объединительным процессом, при котором создается более сложное органическое вещество из ряда более простых при поглощении энергии организма.

Катаболизм – процесс расщепления органических веществ с выделением энергии и продуктов распада. Метаболизм фактически является комплексом биохимических и энергетических процессов, превращающих химические органические соединения, принимаемые в виде пищи в энергию работы организма. Сначала расщепляются природные белки, углеводы и жиры. После из них синтезируются аминокислоты, которые в свою очередь расщепляются для выделения энергии.

55) Универсальный эволюционизм характеризуется как принцип, обеспечивающий экстраполяцию эволюционных идей, получивших обоснование в биологии, на все сферы действительности и рассмотрение материи как единого универсального эволюционного процесса.

Универсальный эволюционизм представляет собой соединение идеи эволюции с идеями системного подхода. Определяющее значение сыграли три направления: теория нестационарной Вселенной; синергетика; теория биологической эволюции. Антропный принцип: предположение о существовании множества Вселенных, а жизнь возникает там, где складываются для этого особые условия. Согласно одному из вариантов антропного принципа, “то, что мы ожидаем наблюдать, должно быть ограничено условиями, необходимыми для нашего существования как наблюдателей.

Универсальный эволюционизм позволяет рассмотреть во взаимосвязи не только живую и социальную материю, но и включить неорганическую материю в целостный контекст развивающегося мира. Он создает основу для рассмотрения человека как объекта космической эволюции.

Принципы универсального эволюционизма демонстрируют свою ценность именно сейчас, когда наука перешла к изучению саморазвивающихся систем. На современном этапе общенаучная картина мира, базирующаяся на принципах глобального эволюционизма, выступает в качестве основания будущей науки, объединяющего науки о природе и науки о духе.

56) Планета (греч. πλανήτης, альтернативная форма др.-греч. πλάνης — «странник») — это небесное тело, вращающееся по орбитевокруг звезды или её остатков, достаточно массивное, чтобы стать округлым под действием собственной гравитации, но недостаточно массивное для начала термоядерной реакции, и сумевшее очистить окрестности своей орбиты от планетезималей[

Планеты можно поделить на два основных класса: большие, имеющие невысокую плотность планеты-гиганты, и менее крупные землеподобные планеты, имеющие твёрдую поверхность. Согласно определению Международного астрономического союза, вСолнечной системе 8 планет. В порядке удаления от Солнца — четыре землеподобных: Меркурий, Венера, Земля, Марс, затем четыре планеты-гиганта: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. В Солнечной системе также есть по крайней мере 5 карликовых планет: Плутон (до2006 года считавшийся девятой планетой), Макемаке, Хаумеа, Эрида и Церера. За исключением Меркурия и Венеры, вокруг всех планет обращается хотя бы по одному спутнику.

Начиная с 1992 года, с открытием сотен планет вокруг других звёзд, названных экзопланетами, учёные начали понимать, что планеты можно обнаружить в Галактике везде и многие их характеристики схожи с аналогичными особенностями планет Солнечной системы. На конец ноября 2011 года известно уже 695 экзопланет, в пределах от планет-гигантов до планет земной группы

57) Современная теория эволюции представляет собой синтетическую науку, базирующуюся на всех науках биологического комплекса. Современная теория эволюции основана на учении Дарвина о происхождении жизни, возникновении разнообразия живой природы, адаптации и целесообразности у живых организмов, о возникновении человека, возникновении пород и сортов. Современный дарвинизм часто называютнеодарвинизмом, синтетической теорией эволюции. Правильнее называть науку, изучающую процесс эволюции органического мира,эволюционной теорией.

Биология сегодня представляет собой сложную, очень дифференцированную науку, изучающую сущность и закономерности биологической формы движения материи. Отдельные биологические науки различаются как объектами исследований, так и комплексом изучаемых проблем. Многие проблемы, исследуемые специальными науками, имеют общебиологическое значение, но ни одна наука не может заменить дарвинизм - эволюционную теорию. Как и всякая наука, эволюционизм имеет свой объект и предмет исследования, свои методы исследования, свои цели и задачи. Объект исследования теории эволюции: организмы, популяции, виды. Предмет изучения теории эволюции: процесс эволюции живой природы.

Задачи теории эволюции: изучение проблемы происхождения жизни на Земле, выяснение причин эволюции, определение закономерностей исторического развития живой материи, исследование развития царств живой природы, изучение происхождения и эволюции человека, прогнозирование эволюционных, микроэволюционных процессов, разработка способов научного управления микроэволюционными процессами

Значение эволюционной теории

Эволюционная теория - наука об органической эволюции. Она представляет собой теоретическую основу биологии: современная биология воспринимает эволюционную теорию в качестве руководящего принципа. "В биологии ничего не имеет смысла как в свете эволюции" (Добжанский). Эрнст Майр: "Нет такой области в биологии, где теория эволюции не служила бы организующим принципом".

Благодаря теории эволюции, биология превратилась из кладовой фактов в подлинную науку, способную познать причинные связи между явлениями.

Теория эволюции — основа селекции. Она также широко используется в решении медицинских проблем.

Теория эволюции важна для понимания людьми процессов в природе, при организации и проведении природоохранных мероприятий. Стремительное изменение окружающей человека природы, вызванное его деятельностью, поставило проблему сохранения самой жизни на Земле. Теперь, когда осознано, что любым мероприятиям по освоению природных систем должно предшествовать экологическое обоснование, человечеству придется осознать и необходимость эволюционного анализа последствий вмешательства человека в природные объекты и процессы (смена биотопов, биоценозов, изменение состава биоценозов, изменение генофонда популяций). Изучение микроэволюционных процессов выявило значение минимальных численностей популяций. Оказалось, что сохранение числа особей в популяции менее определенного - минимального - числа, неизбежно ведет к вымиранию популяции из-за близкородственного спаривания.

Теория эволюции важна для выяснения причин устойчивости организмов против пестицидов.

Современное представление об эволюции живого позволяет улучшить генетико-селекционную работу по созданию новых пород и сортов.

59) Бионика - наука об использовании в технике знаний о конструкции, принципе и технологическом процессе живого организма. Основу бионики составляют исследования по моделированию различных биологических организмов. Моделирование осуществляют на радиоэлектронной, электролитической, пневматической и других физико-химических основах. Бионическое моделирование отличается от моделирования, которое осуществляется в других науках. Как правило, моделибионики - несравненно более сложные динамические структуры. Их создание требует не только проведения специальных уточняющих исследований на живоморганизме, но и разработки специальных методов и средств для реализации и исследования столь сложных моделей. Формальным годом рождения бионики принято считать 1960 г. Учёные – бионики избрали своей эмблемой скальпель и паяльник, соединённые знаком интеграла, а девизом – «Живые прототипы – ключ к новой технике».

Прародителем бионики считается Леонардо да Винчи. Его чертежи и схемы летательных аппаратов были основаны на строении крыла птицы. В наше время, по чертежам Леонардо да Винчи неоднократно осуществляли моделирование орнитоптера.       Из современных учёных можно назвать имя Осипа М. Р. Дельгадо. С помощью своих радиоэлектронных приборов он изучал неврологическо-физические характеристики животных. И на их основе пытался разработать алгоритмы управления живыми организмами.       Подобные опыты проводились и в СССР, в Российской Федерации в связи с общим упадком науки - многие программы свёрнуты, а специалисты трудятся в зарубежных исследовательских центрах.