Образовательно-энциклопедический портал
"Живая планета"
Природа, животный и растительный мир,
биология, человек и окружающая среда.

    

ПОИСК:  
 Шрифт 
 




    

Главное меню

    


Нас читает весь мир:




    

Облако тегов

    
овощи 17, птицы 12, Весна 3, эволюция 2, Лето 3, змеи 3, Зима 3, Осень 3, лекарственные растения 12, вода 11, исчезающие 6, собаки 7, наука 30, млекопитающие 16, дельфины 7, растения 38, дарвинизм 6, цитрусовые 1, ягоды 2, кошки 5, планета 1, грызуны 1, обезьяны 4, экология 4, земноводные 1, животные 2, насекомые 3, биология 25, сумчатые 1, ядовитые растения 3

    

Самое популярное

    


    

Ваши закладки

    
 У вас пока нет закладок (только для зарегистрированных пользователей).





Загадки биологии.


Тема: Исследования учёных
Обновлено: 2.02.2013 - 15:18

  1. Загадки биологии - часть:1 2 3 4

 

Каких бы успехов не достигли биологи, их открытия тем или иным образом касаются нашей повседневной жизни, поскольку лежат в основе современных биологических технологий — биотехнологий. Биотехнологией принято считать использование живых организмов или продуктов их деятельности для создания продукции или решения других задач.

По сохранившимся материальным свидетельствам история биологических исследований началась ещё во времена древних китайцев, греков и египтян, т.е. около 4 000 лет назад. С помо­щью дрожжей, фермента Sacharomyces cerevisiae, замешивали тесто и выпекали хлеб. Более того, недавние исследования показывают, что наши предки активно использовали генетически модифицированные продукты (или ГМ-продукты).

За счёт селекции наши предки повышали урожайность зерновых культур, мясистость свиней, удойность коров, а также выводили совершенно новые виды растений и животных. При этом они пользовались генетическими методами, ничего не зная о генах и законах наследственности.

Величие учёных прошлого, настоящего и будущего всегда определялось не технической или финансовой, а интеллектуальной мощью. Исследования Антони ван Левенгука в 17 веке, несмотря на примитивные технические возможности, были поразительно эффективными и продуктивными. С помощью созданного им микроскопа (всего с одной линзой!) Левенгук мог вполне четко рассмотреть эритроциты и даже ядро в лейкоцитах.

Мы рассмотрим основные тенденции развития биологии и биотехнологий, а также некоторые наиболее инте­ресные задачи современной биологии. Конечно, даже для краткого описания всех биологических задач и направлений развития потребуется написать десятки или даже сотни книг. И такие книги действительно написаны. В данной статье дается лишь очень краткое опи­сание наиболее интересных аспектов развития современной биологии.

Интерес со стороны общества к биологии и другим наукам о живых организмах объясняется очевидным желанием понять фундаментальные основы жизни и улучшить жизнь человека. За счёт чего и каким образом учёные смогут изменить к лучшему нашу жизнь? Ответ на этот вопрос дают протеомика, генетика, цитология, иммунология...

Чтобы только перечислить все проблемы биологии, потребу­ется написать многотомную энциклопедию, объём и сложность материала которой может отпугнуть даже самых смелых читателей. Однако самые интригующие загадки современной биологии формулируются достаточно просто и доступно.

Начнём с простого и краткого введения. Организм человека содержит около 1014 клеток. Клетки образуют основные части тела — ткани и органы. Внутри каждой клетки имеются состав­ные части — органеллы. Органеллы состоят из сложных биоло­гических молекул:

  • белков, которые являются «строительными блоками» организма и «активными агентами»,
  • жиров, которые являются «элементами питания»,
  • нуклеиновых кислот, которые являются «элементами памяти»,
  • гормонов, которые являются «сигнальщиками»,
  • многих других

и воды, которая образует «среду обитания» сложных биологиче­ских молекул.

Довольно долго учёные считали, что клетки могут быть только двух видов: с ядром — эукариоты и без ядра — прокариоты.

Эти типы клетки существенно различаются, и их изучение мо­жет дать ответ на один из важнейших вопросов биологии: как возникла и развивалась жизнь на Земле в частности и во Вселенной вообще.

До конца 1970-х годов учёные считали, что прокариоты и бактерии — это синонимы, а сами бактерии представляют собой самостоятельную ветвь эволюции живых организмов. Прокариоты имеют гораздо более простую структуру (ДНК в одной хромосоме) и способ размножения (за счёт разрыва кле­ток).

Типичная клетка-прокариот и её органеллы.
Типичная клетка-прокариот и её органеллы: 1 - внешняя оболочка, 2- нуклеоид (ДНК), 3 - цитоплазма (в ней рибосомы), 4 - жгутик, 5 - плазматическая мембрана, 6 - клеточная стенка.

Но в 1977 г. Карл Везе (Carl Woese) с коллегами открыл разли­чия архебактерий (или археев) и остальных бактерий при срав­нительном анализе рибосомной РНК (рРНК, или rRNA). Ранее при обычном исследовании с помощью микроскопа невозможно было найти какие-либо отличия между археями и другими бактериями. Археи отличаются от остальных бактерий деталями синте­за белка, структурой клеточной стенки, обменом веществ без участия кислорода (!) и устойчивостью к факторам внешней среды: при температуре кипения воды и выше, в холодной арктической воде и озерах с высокой концентрацией соли.

Типичная клетка-эукариот и её органеллы.
Типичная клетка-эукариот и её органеллы: 1 - ядрышко, 2 - ядро, 3 - рибосома, 4 - везикула, 5 - шероховатый эндоплазматический ретикулум (ЭР), б - аппарат Гольджи, 7 - цитоскелет, 8 - гладкий ЭР, 9 - митохондрия, 10 - вакуоль, 11 - цитоплазма, 12 - лизосома, 13 - центриоль.

Ранее полагали, что бактерии — это первые живые организмы, появившиеся на Земле. Теперь изучение особенностей строения и функционирования археи даёт учёным основания пересмотреть свои взгляды.

Относительное положение ядра в клетке и хромосом в ядре.
Относительное положение ядра в клетке и хромосом в ядре.

В эукариотах внутри одной из органелл (в ядре клетки) находится набор хромосом или геном, т.е. «программа» с описанием основных функций и характеристик организма.

Каждая хромосома является очень компактно и замыслова­то свернутой огромной молекулой нуклеиновой кислоты ДНК . Если развернуть молекулы ДНК в парах хромосом и вытянуть в одну линию, то их длина будет в 1 млн раз больше размеров ядра и равна нескольким метрам!

Структура упаковки молекулы ДНК в хромосоме.
Структура упаковки молекулы ДНК в хромосоме.

Разные организмы имеют разное количество хромосом. Геном человека содержит около 26 тысяч структурных элементов — генов, которые сгруппированы в 23 пары хромосом: 44 аутосомы 22 пары, обозначаемые номерами с 1-го по 22-й) и 2 гомосомы пара половых хромосом: XX — у женщин и XY — у мужчин). Почему обычная фруктовая муха Drosophila melanogaster имеет всего 8 хромосом, а некоторые виды папоротника — около 1200? Ответ на этот и многие другие вопросы пока не получен.

Так вот, общая задача учёных состоит в том, чтобы точно описать поведение органов и тканей, состоящих из 1014 клеток, которые содержат сотни органелл (в 1000 раз меньше клетки), и находящихся под программным управлением 26 000 генов, способных меняться самым причудливым образом. Проблема сформулирована предельно грубо и упрощенно, но даже в таком виде она поражает своей сложностью и масштабностью.

LifePlanet.org

  1. Загадки биологии - часть:1 2 3 4

 





 (Голосов: 64)

Просмотров: 22622

 <<- Чем «живые» молекулы отличаются от «неживых»? Живые индикаторы загрязнений природы. ->>






Гостевая книга Связь

"Живая планета"
ИЗУЧАЙТЕ И БЕРЕГИТЕ ПРИРОДУ !

 

 

Образовательный портал
«Живая планета»

Каталог Природа © KV 2010
О проекте  Добавить в избранное
* Биология, ботаника, история развития жизни. *  
Преподавателю, учащемуся и натуралисту.      
 59.6325    70.3604 {googleplus}