Таблица по биологии 8 класс ученый годы жизни вклад в науку: Таблица по биологии «Ученые — биологи»

Выдающиеся учёные-биологи (таблица)

Таблицы по биологии

Найти таблицу по теме:

Выбери класс:

567891011

5 класс

• Великие естествоиспытатели
• Водоросли
• Грибы
• Грибы-паразиты
• Жизнь на разных материках
• Значение растений
• Значение химических веществ
• Многообразие живых организмов
• Многообразие живых организмов. Динозавры
• Природные зоны Земли
• Разнообразие растений. Сравнение высших и низших растений
• Сходства и отличия ядовитых и съедобных грибов
• Ткани
• Три среды обитания
• Человек на Земле. Жизнь наших далёких предков
• Ядовитые животные и растения

6 класс

• Биологические структуры
• Вегетативное размножение
• Видоизменения корней
• Виды тканей
• Внешнее строение листа
• Внутреннее строение листа
• Внутреннее строение стебля
• Водоросли. Их строение
• Голосеменные на территории России
• Дары Нового и Старого Света
• Дыхание
• Дыхание и обмен веществ у растений
• Жизнь организмов в морях и океанах
• Жизнь организмов на разных материках
• Значение живых организмов в природе в жизни человека
• Значение папоротников, хвощей и плаунов в жизни человека
• Значение химических веществ в клетке
• Зоны (участки) корня
• Клеточное строение листа
• Клеточное строение растений
• Корень
• Корень, его строение
• Методы биологии
• Минеральное питание растений
• Многообразие водорослей
• Многообразие жизненных форм растений
• Неорганические вещества
• Отдел Голосеменные
• Отдел Плауновидные
• Отдел Хвощевидные
• Питание грибов
• Плауны, хвощи, папоротники
• Плод, разнообразие плодов
• Плоды
• Побег, его строение
• Покрытосеменные, или цветковые
• Признаки классов Однодольные и Двудольные
• Природные зоны России
• Прорастание семян
• Размножение
• Размножение и оплодотворение у растений
• Размножение споровых растений
• Распространение плодов и семян
• Рост и развитие растений
• Семейства класса Двудольные
• Соцветие
• Соцветия и плоды
• Способы распространения плодов и семян
• Сравнение процессов фотосинтеза и дыхания
• Сравнение строения насекомых, ракообразных и паукообразных
• Сравнительная характеристика голосеменных и покрытосеменных растений
• Сравнительная характеристика отрядов насекомых
• Среды обитания организмов
• Строение клетки растения и животного
• Строение стебля
• Типы растений
• Типы соцветий
• Функции видоизменённых побегов
• Цветок, его строение и значение
• Экологические факторы влияния

7 класс

• Абиотические факторы
• Виды биотических факторов
• Виды червей
• Газообмен
• Группы червей
• Звери
• Земноводные (лягушка)
• Значение жуков
• Инфузория туфелька
• Класс земноводные или амфибии
• Класс костные рыбы. Отряды рыб
• Класс пресмыкающиеся
• Классы губок
• Классы зверей
• Классы иглокожих
• Классы кольчецов
• Классы моллюсков
• Кольчатые черви
• Кровеносная система. Кровь
• Круглые черви
• Млекопитающие
• Многообразие земноводных
• Моллюски (классы моллюсков)
• Морфологическое описание селезня и утки
• Насекомые (таракан)
• Особенности двух типов развития
• Особенности отрядов пресмыкающихся
• Особенности строения и образа жизни хищных животных
• Особенности строения кишечнополостных
• Отличие животных от растений
• Отряды млекопитающих или зверей
• Отряды насекомых
• Отряды птиц
• Отряды птиц. Бегающие и пингвинообразные
• Отряды птиц. Дневные хищные, совы и куриные
• Отряды птиц. Страусообразные, Нандуобразные, Казуарообразные, Гусеобразные
• Плоские черви
• Размножение организмов
• Разнообразие пресмыкающихся
• Рептилии (ящерица)
• Система органов рыб и их характеристика
• Системы органов плоских червей
• Системы органов ракообразных и их характеристика
• Системы органов рыб
• Системы органов, их характеристика и функции животных
• Сравнение вакцины и лечебной сыворотки
• Сравнение растений и животных
• Сравнительная характеристика классов моллюсков
• Сравнительная характеристика плоских, круглых и кольчатых червей
• Сравнительная характеристика пресмыкающихся и земноводных
• Сравнительная характеристика пресмыкающихся и млекопитающих
• Сравнительная характеристика червей
• Строение и функции систем органов плоских червей (на примере белой планарии)
• Строение нервной системы
• Типы Хордовых
• Характеристика классов кольчецов
• Характеристика сред обитания

8 класс

• Анализаторы
• Биологические науки и методы исследования
• Биосоциальная природа человека. Сходство организма человека с другими организмами. Значение цивилизации
• Виды кровотечений
• Витамины
• Внешние кровотечения
• Гигиена зрения. Предупреждение глазных болезней
• Гигиена органов пищеварения. Предупреждение желудочно-кишечных инфекций
• Гормоны и железы
• Доказательство животного происхождения человека
• Заболевания пищеварительной системы
• Закономерности работы головного мозга
• Значение цивилизации
• Историческое прошлое людей
• Клеточное строение организма
• Кожа – наружный покровной орган
• Круги кровообращения
• Лёгкие. Газообмен в лёгких и других тканях
• Меры первой помощи
• Меры первой помощи при проблемах с дыханием
• Мышцы человеческого тела
• Науки, изучающие организм человека
• Носовая полость
• Органы выделения. Сравнительная характеристика строения выделительной системы
• Органы дыхания и газообмен
• Органы пищеварения различных организмов
• Органы пищеварения человека
• Отделы головного мозга
• Первая помощь при кровотечениях. Внешнее кровотечение
• Первая помощь при стенокардии и гипертоническом кризе
• Первая помощь при ушибах, переломах костей и вывихах суставов
• Пищеварение
• Пищеварение в ротовой полости и в желудке
• Покровы тела
• Предки человека
• Предупреждение желудочно-кишечных инфекций
• Расы человека
• Регуляция дыхания
• Рецепторы кожи
• Роль гормонов
• Роль ферментов в пищеварении
• Систематическое положение человека
• Слои кожи
• Соединение костей
• Сосуды и особенности их строения
• Сравнение человека с другими организмами
• Становление наук о человеке
• Стригущий лишай и чесотка
• Строение глаза
• Строение головного мозга. Функции мозга
• Строение клетки
• Строение сосудов
• Тепловой и солнечный удары, обморожение
• Терморегуляция организма. Закаливание
• Типы костей
• Типы соединения костей
• Ткани и виды тканей
• Фазы сна
• Форменные элементы крови
• Части кожи и их функции
• Черты сходства и различия человека с другими организмами
• Эпителиальные клетки
• Этапы обмена веществ
• Этапы эволюции человека

9 класс

• Анаболизм и катаболизм
• Бактерии
• Белки и нуклеиновые кислоты
• Бесполое размножение
• Бесполое размножение организмов
• Болезни органов дыхания
• Борьба за существование. Формы естественного отбора
• Взаимодействие неаллельных генов
• Виды мутаций
• Виды размножения
• Всасывание. Роль печени. Функции толстого кишечника. Органы пищеварения
• Генетика и здоровье
• Гипотезы о происхождении человека
• Главные направления эволюции
• Головной мозг: строение
• Гормоны желёз и их функции
• Группы растений
• Движущие силы эволюции. Борьба за существование
• Деление клетки. Митоз
• Женская и мужская половая система
• Жизненные среды
• Заболевания кожи
• Индивидуальное развитие организма (онтогенез)
• Класс Насекомые. Отряды насекомых
• Классификация адаптаций
• Классификация животных и растений
• Критерии вида
• Методы изучения
• Методы селекции
• Многообразие живых организмов
• Модификационная изменчивость
• Научное исследование
• Неаллельные гены
• Нуклеиновые кислоты. РНК и ДНК
• Обменные процессы в организме
• Общие сведения о клетках. Клеточная мембрана. Строение клетки
• Общие черты и различия вирусов и бактерий
• Органогенез
• Органоиды клетки
• Органоиды клетки и их функции
• Органы осязания, обоняния, вкуса
• Органы слуха
• Основные группы скелетных мышц
• Основы селекции. Центры происхождения культурных растений
• Отделы головного мозга
• Пищеварительная система
• Пищевые рефлексы
• Представители бактерий и их значение в природе, хозяйстве и для человека
• Приспособленность организмов к среде обитания
• Процессы жизнедеятельности растительных организмов
• Процессы образования видов
• Развитие биологии как науки
• Различия человека и человекообразной обезьяны
• Расположение рецепторов в органах чувств
• Расы человека
• Регуляторные системы организма
• Рефлексы
• Роль белков, жиров, углеводов, минеральных солей и воды
• Система биологических наук
• Системы органов человека
• Системы человеческого организма
• Состав пищи и её характеристика
• Способы бесполого размножения
• Способы видообразования
• Сравнение ДНК и РНК
• Сравнение естественного и искусственного отбора
• Сравнение клеток прокариот и эукариот
• Сравнение клеток разных царств эукариот
• Сравнение строения клетки организмов
• Стадии эмбриогенеза
• Строение зубной системы и зубов
• Строение и функции отделов уха
• Строение клетки
• Строение кожи
• Строение органа зрения
• Сущность жизни и свойства живого
• Сходства и различия растительной и животной клетки
• Сходство человека и человекообразных обезьян
• Типы биотических взаимоотношений
• Типы темперамента
• Уровень организации белковой молекулы
• Уровни жизни
• Учёные и открытия
• Фазы митоза
• Формы борьбы за существование
• Функции белков
• Функции желёз внутренней секреции
• Функции липидов
• Функции углеводов
• Характеристика липидов и углеводов
• Ход мейоза
• Эмбриональный период
• Эндоплазматическая сеть. Рибосомы. Комплекс Гольджи
• Этапы развития жизни на Земле

10 класс

• Биологически важные химические элементы клетки
• Биологические функции воды
• Биология. Открытия учёных
• ДНК, РНК и АТФ
• Изменчивость и её формы. Селекция организмов. Типы мутаций
• Классификация витаминов
• Мембранные и немембранные органоиды клетки
• Направления биологии
• Нуклеиновые кислоты. Структуры белка
• Онтогенез. Периоды эмбриогенеза
• Различные гипотезы происхождения человека
• Сходства и различия митоза и мейоза
• Уровни организации живой материи
• Учёные в области биологии XVI-XIX века
• Учёные и их вклад в биологию
• Фазы
• Характеристика зародышевых листков
• Характеристика органоидов клетки
• Ход митоза

11 класс

• Кожа
• Особенности ВНД (высшей нервной деятельности) человека
• Периоды палеозоя
• Развитие жизни в криптозое
• Сходства и различия человека и животного
• Эмбриональное развитие организма. Эмбриогенез
• Этапы развития жизни
• Этапы энергетического обмена

Сложность и разноплановость материала из школьного курса биологии требует его глубокой систематизации и эффективного изложения. Это важно как для тех, кто активно интересуется этой наукой, стремится глубоко и полно познать ее. Так и тем, чья сфера интересов пролегает далеко от биологических явлений, процессов и законов. Но кому важны хорошие оценки по всем без исключения школьным предметам. Представить данные материала в удобном виде для понимания, изучения, систематизации и анализа можно, используя таблицы по биологии за каждый класс школьного курса предмета. Применяя их системно и комплексно, подростки смогут реализовать свои задачи, в том числе — не прибегая к дорогостоящей репетиторской помощи, не посещая платные курсы и биологические кружки.

Преимущества отображения информации в табличном виде

Пользователи отмечают, что таблицы по биологии имеют следующие преимущества:

• они краткие. Данные представлены в них в сжатом виде, при этом, вся необходимая информация по каждой теме, разделу, курсу, представлена, обобщена;
• они наглядные. Это удобно, поскольку позволяет воспользоваться только той частью данных, в которой есть необходимость в каждый конкретный для пользователя момент времени;
• они функциональны, позволяют решать целый спектр самых разных задач — от изучения новых тем и разделов, до повторения ранее изученного и контроля своих собственных знаний, нахождения и нивелирования пробелов в них в кратчайшие сроки;
• они составлены в четком соответствии с регламентами ФГОСов последних поколений, что позволяет применять эти пособия и учителям, и экспертам, и репетиторам, проводящим подготовку своих учеников к экзаменам, олимпиадам, ответам на уроках в школе.

Для кого будет полезна коллекция таблиц по биологии? ##

В числе пользователей, применяющих таблицы особенно часто и регулярно:

• выпускники, избравшие этот предмет для сдачи на ОГЭ, ЕГЭ, итоговой контрольной работе. При помощи табличных данных старшеклассники смогут быстро подготовиться к итоговому испытанию, обновить знания, проверить и систематизировать их;
• дети, которым непросто дается эта дисциплина. Наглядная и краткая форма информации поможет таким ребятам без проблем находить и применять нужную информацию;
• родители школьников, помогающие детям осваивать школьный курс предмета. Табличные данные — удобный и простой формат, чтобы быстро проверить знания, найти пробелы в них и исправить их в кратчайшие сроки;
• учителя-предметники, которым надо быстро и точно проконтролировать выполнение учениками домашних и классных заданий;
• репетиторы, составляющие на основе данных платформы собственные подготовительные и проверочные программы для работы с учениками.

Понятные, наглядные, простые и удобные в применении табличные данные — эффективный способ изучения и проверки даже сложной и разносторонней информации из школьного курса биологии.

© 2021 Copyright. Все права защищены. Правообладатель SIA Ksenokss.
Адрес: 1069, Курземес проспект 106/45, Рига, Латвия.
Тел.: +371 29-851-888 E-mail: [email protected]

Ученые-биологи и их открытия / Блог / Справочник :: Бингоскул

добавить в закладки удалить из закладок

Ученые	Научные открытия
Аристотель	один из основателей биологии как науки; Первый обобщил биологические знания, накопленные до него человечеством; Разработал систематику животных, определив в ней место человеку; Заложил основы описательный и сравнительный анатомии, охарактеризовав ок 500 видов животных.
Авиценна	Абу Али Ибн Сина в первые написал энциклопедию теоретической и клинической медицины «Канон врачебной науки»; Одним из первых заложил основы педиатрии; Создал несколько сотен новых видов лекарств, относящихся как к народной медицине, так и полученные с помощью химии.
Аль-Бируни	Абу Рейхан Мухаммед Ибн Ахмет аль-Бируни — автор труда «Формакогнзия в медицине» — книга о мед. препаратах.
Броун Р.	клеточное ядро.

Бэр К.	яйцеклетка млекопитающих, закон зародышевого сходства.
Вавилов Н.	центры происхождения культурных растений, закон гомологических рядов наследственной изменчивости.
Везалия А.	автор произведения «О строении человеческого тела»; Создавал анатомическую терминологию на латыни.
Вернадский И.	учение о биосфере и ноосфере.
Вирхов Р.	клеточная теория, новые клетки образуются путем деления старых.
Гай П.	написал энциклопедию «Естественная история», которая долго являлась главным источником знаний о природе до средних веков.
Гален К.	заложил основы анатомии человека; создал первую в истории науки концепцию о движении крови (центром кровообращения считал печень), просуществовавшую до 17 в. и опровергнутую У. Гарвеем.
Гарвей У.	малый круг кровообращения. Совершил величайшее научное достижение – открытия кровообращение в 17-м веке Одним из первых охарактеризовал начальные стадии развития эмбриона птиц и млекопитающих (1651).
Геккель Э., Мюллер Ф.	биогенетичский закон.
Гиппократ	Первый, кто создал научную медицинскую школу; Организмы развивается по законам природы, мир непрерывно меняется; Создал представление о целостности организма; О причинах болезней и их прогнозе; О телесных (конституция) и душевных (темперамент) свойствах человека.
Гук Р.	первое наблюдение клетки.
Дарвин Ч.	теория естественного и искусственного отбора, борьба за существование, происхождение человека от обезьяны — эволюционное учение. Автор научной работы «Происхождение видов путём естественного отбора, и сохранения благоприятных рас в борьбе за жизнь».
Ивановский Д.	вирус табачной мозаики.
Кальвин М.	цикл образования глюкозы в хлоропластах.
Карпеченко Г.	плодовитый гибрид редьки и капусты.
Ковалевский А.	развитие ланцетника и асцидии.
Ковалевский В.	палеонтологический ряд лошади.
Кох Р.	основатель современной микробиологии.
Кребс Х.	цикл расщепления органических веществ в митохондриях.
Кювье Ж.	теория катастроф. Создал науку об ископаемых – палеонтологию; В 1812 сформулировал учение о четырёх «типах» организации животных: «позвоночных», «членистых», «мягкотелых» и «лучистых».
Леонардо да Винчи	писал многие растения; Изучил строение человеческого тела, деятельность сердца и зрительную функцию.
Ламарк Ж.	первый, кто бы пытался создать стройную и целостную теорию эволюции живого мира; Высказывал идею о развитии и происхождении человека от обезьяноподобных предков; Впервые ввел термин «биология».
Левенгук А.	первое наблюдение бактерий.
Линней К.	предложил систему классификации живой природы; Ввёл бинарную (двойную) номенклатуру для именования видов.
Мендель Г.	законы наследственности. Основоположник генетики.
Мечников И.	фагоцитоз, клеточный иммунитет.
Миллер, Юри	опыт, подтверждающий возможность образования органических веществ из неорганических.
Морган Т.	хромосомная теория наследственности.
Навашин С.	двойное оплодотворение у покрытосеменных.
Опарин А., Холдейн Д.	гипотеза возникновения жизни из неорганических веществ в бескислородной атмосфере.
Павлов И.	условные и безусловные рефлексы, изучение пищеварительных желез.
Пастер Л.	принцип создания вакцин, доказательство невозможности самозарождения бактерий. Определил появление иммунологии (вместе с И.И. Мечниковым).
Пристли Д.	опыт с мышью и растением, доказывающий выделение кислорода растениями на свету.
Пуркинье Я.	ввел термин протоплазма и описан клеточное ядро.
Реди Ф.	доказательство невозможности самозарождения червей в гниющем мясе.
Рузе Т.	ввел термин «биология» в 1797 г.
Северцов А.	основные направления эволюции: идиоадаптация, ароморфоз, общая дегенерация.
Сеченов И.	рефлекторный принцип работы нервной системы; Впервые доказал, что эритроциты – переносчики кислорода к тканям от легких и углекислоты к легким от тканей; Вместе с Шатерниковым; разработал портативный дыхательный аппарат; Опубликовал «Психологические этюды».
Сукачев В.	учение о биогеоценозах.
Теофраст	считается основоположником ботаники
Уоллес А.	теория естественного отбора.
Уотсон Д., Крик Ф.	установление структуры ДНК.
Флеминг А.	открытие антибиотиков; Открыл пенициллин (3 сентября 1928 г.)
Фриз Г.	мутационная теория; Ввёл понятие «изотонической раствор» — водный раствор, изотоничный плазме крови.
Харди, Вайнберг	генетика популяций.
Четвериков С.	синтетическая теория эволюции.
Шлейден, Шванн	клеточная теория.
Шмальгаузен И.	стабилизирующий отбор. Учение о факторах эволюции.

Для решения 2 задания ЕГЭ по биологии необходимо знать ученых-биологов и их открытия.

Решай задания и варианты ЕГЭ по биологии с ответами.

Поделитесь в социальных сетях:

27 марта 2018, 14:18

Could not load xLike class!

История развития биологии даты, открытия, события, ученые кратко (Таблица)

Справочная таблица кратко содержит некоторые знаменательные даты в истории развития биологии, основные значимые открытия, события, ученые- биологи авторы работ.

_______________

Источник информации:  Биология: Справочник для старшеклассников и поступающих в вузы/ Т.Л.Богданова —М.: 2012.

История развития знаний о строении и функциях организма человека

Задачи:

Образовательные: Продолжить
изучение истории биологии, раскрыть роль наук:
анатомии, физиологии, гигиены и психологии для
сохранения, укрепления здоровья и
самовоспитания. Продолжить углубление знаний о
единстве всего живого на Земле.
Развивающие. Развивать логическое мышление и
творческие способности учащихся. Продолжить
развитие навыков устной речи, умение сравнивать.

Активизировать мыслительные процессы, применяя
активные формы обучения.
Воспитательные: Способствовать формированию
познавательного отношения к поддержанию,
укреплению и развитию психического и
физического здоровья, формировать понятие
здоровый образ жизни.

Тип урока: Вводный урок-лекция с
элементами беседы с применением компьютерных
технологий и игровых форм.

Оборудование. Презентация по
истории наук о человеке, листочки для
составления таблицы, дополнительная литература,
фрагмент ролевой игры, учебник, таблица, листочки
для определения человеческих ценностей. Рабочие
тетради. Скелеты животных и человека, вскрытый
препарат млекопитающего.

План урока.

1.Организационный момент.

2. Введение в тему.

3. Сквозь призму времен.

4. Новые времена – новые имена ученых.

5. Улицы нашего города. (Знакомство с учеными
Казани).

6. Кто он, человек?

7. Искусство быть здоровым.

8. Закрепление.

9. Задание на дом.

Ход урока.

Учитель: Как много на свете чудес! Но ни
одно из чудес света несравнимо с тем, что всегда с
нами. Это чудо мы сами. Ведь человек уже много
веков находится в центре внимания мыслителей и
ученых, и этот процесс постижения все еще
продолжается. И этому, по -видимому не будет
конца.

Просмотрите рисунки-слайды и
выполните задания (на рабочих столах лежат
листочки с кратким описанием биографий ученых,
но без имен и после просмотра рисунков-слайдов
необходимо выполнить работу в рабочих тетрадях,
разместив безымянные листочки в соответствии с
именами ученых).

Греция!

Вот человек, имя которого стало
символом всех медиков это Гиппократ. Каждый,
закончивший медицинское учреждение, дает клятву
Гиппократа, смысл которой – “НЕ НАВРЕДИ
БОЛЬНОМУ”.

Древнегреческий врач и анатом, живший
460 гг. до нашей эры. Сформулировал учение о
четырех типах телосложения и темперамента (кровь,
желтая желчь, слизь и черная желчь, которые
соответствуют 4 стихиям – воздуху, воде, огню и
земле) – которыми управляет жизненная сила – ПРИРОДА!

Аристотель 384–322 гг. до н э.
отметил общие черты сходства человека с
животными и заложил основы описательной и
сравнительной анатомии. Ввел название – аорта!
Правда, он считал, что кровь образуется в печени,
а к сердцу поступает, чтобы согреться.

Древний Рим КЛАВДИЙ ГАЛЕН 131–201
гг. , вскрывая животных, изучал их строение и был
уверен в сходстве строения тел животных и
человека. Описал нервную систему человека, а его
медицинские рецепты применяются в наше время и
носят название “галеновых препаратов”.

Посмотрите на этот портрет.
Удивительная улыбка. С этой улыбкой связано имя
художника Леонардо Да Винчи. Этот
замечательный человек был инженером,
математиком и анатомом, вскрывая трупы, он
зарисовывал изучаемые органы и оставил около 800
великолепных чертежей и рисунков. Леонардо Да
Винчи считают отцом динамической анатомии.

Андрес Везалий 1514 – 1564 итальянский
придворный врач, преподаватель анатомии и
хирургии, детально описал скелет, исправил более
200 ошибок Галена. Свои открытия в области
анатомии изложил в книге “О строении
человеческого тела”. Смелый человек доказал, что
количество ребер у женщин и мужчин одинаково, до
этого считалось, что бог создал женщину из ребра
Адама. За свои еретические убеждения был отдан в
руки инквизиции. И только ходатайство короля
Филиппа XI спаcло его от сожжения на костре, но
жизнь его оборвалась при возвращении с покаяния
из Иерусалима в 1564 г.

Учитель: На ваших рабочих
столах лежат листочки с кратким описанием
биографий ученых, чьи фотографии мы увидели на
слайдах и с чьими биографиями познакомились. Вам
необходимо открыть рабочие тетради, и давайте
поиграем в “анатомическое лото”. Вклеите
листочки с информацией о биографии ученых на
стр.6 (проверка правильного выполнения работы в
тетради)

Учитель: В течение многих
веков философы и ученые упорно старались постичь
природу человека, понять, в чем же заключается
его неповторимость, но точный ответ до сих пор
ускользает. Однако человек продолжает удивлять,
и правы были древние, которые говорили, что
человек столь же неисчерпаем и бесконечен как
Вселенная. Исследования продолжались.
Накапливался громадный объем знаний и фактов.

– Вильям Гарвей – основоположник
современной физиологии, исследовал движение
крови по сосудам, открыл законы кровообращения.

– Марчелло Мальпиги — основатель
микроскопической анатомии, с этим именем мы
встречались, изучая насекомых.

– Карл Бер – основатель эмбриологии,
открыл яйцеклетку у млекопитающих.

Учитель: Огромный вклад
внесли в изучение человека и отечественные
ученые, с их именами мы будем знакомиться, изучая
курс анатомии, физиологии, психологии и гигиены
человека. Но некоторые имена вам уже известны:
Мечников Илья Ильич, Пирогов Николай Иванович,
Павлов Иван Петрович. Каков же их вклад в изучении
человека?

Для этого откроем учебник и начнем
работать по группам:

1 группа – второй абзац, стр.119,
Мечников Илья Ильич.

2 группа – стр. 22,26, Пирогов Николай
Иванович.

3 группа – стр. 196, второй абзац. Павлов
Иван Петрович.

Просмотрите указанные страницы и
абзацы и дайте короткий обзор о роли ученых в
развитии знаний о строении человека. (Групповая
работа, один из группы дает информацию).

Учитель: Немало ученых, жизнь которых
тесно связана с нашим родным городом – Казанью.
Вам знакомы их имена:

– Вишневский Александр Васильевич –
основатель местного обезболивания при
операциях. Вам это имя встречалось, как название
мази Вишневского.

– Сергей Курашов – его основные
работы посвящены организации здравоохранения,
охране здоровья детей и подростков, его имя
присвоено медицинскому университету.

– Груздев Викторин Сергеевич – одна
из улиц Казани называется Груздевская, имя
В.С.Груздева присвоено и одной из клиник, в этой
клинике, может быть, родился кто-то из вас.

Эти имена — не только названия улиц, это
удивительные жизни ученых, врачей, посвятивших
свою жизнь изучению человека и лечению жителей
нашего города.

Учитель: Человек наиболее совершенное
создание природы. С давних времен само его
существование ставило множество различных
нелегких вопросов. В поисках ответов ученые
используют животных для изучения строения тела
человека (пример из произведения Тургенева
“Отцы и дети”)

Беседа Базарова с крестьянским
мальчиком.

– А на что тебе лягушки, барин? –
спросил его один из мальчиков.

– А вот на что, – отвечал ему Базаров.
– Я лягушку распластаю да посмотрю, что у нее
внутри делается; а так как мы с тобой те же
лягушки, только на двух ногах ходим, я и буду
знать, что внутри нас делается.

Учитель: Кто же он, Человек?

Ответ: Это один из видов животных.

Беседа: Каковы черты сходства и
различия человека и млекопитающих животных?
Давайте вспомним особенности строения человека
(беседа, демонстрации таблиц и объектов, их
сравнение, выявление сходства и различия,
составление схемы в тетради).

Сходство:

– внутриутробное развитие и
выкармливание молоком;

– интенсивный обмен и постоянная температура
тела;

– дифференциация зубов;

– ушные раковины;

– проверим себя “рис.9” (слайд о сходстве)

Отличия:

– прямостоячий скелет;

– подвижные руки;

– трехмерное бинокулярное зрение;

– сложное строение мозга

Именно эти особенности позволили
стать человеку – человеком.

Но, отсюда и проблемы! Какие? (Беседа по
записям на экране.)

Учитель: Как стать здоровым,
сильным, выносливым? Для этого нужно очень хорошо
знать себя! А чтобы знать, надо изучать человека.
(работа с учебником, стр. 23.и в тетрадях записать
науки, изучающие человека, перечислить их) Но
этих перечень предметов можно продолжить.

В основах законодательства России
есть статья “Охрана здоровья населения –
обязанность всех государственных органов и
общественных организаций”.

Но государство не поможет, если мы сами
не будем заботиться о своем здоровье, ведь
здоровье это не только отсутствие болезни.
Здоровье – это состояние полного физического,
психического и социального благополучия. Это
определение вытекает из предметов, которые
изучают человека.

Задание: Запишите, пожалуйста, в
тетради по важности для вас следующие понятия
(перечислены на листочке №2 – квартира, деньги,
здоровье, путешествия, карьера, дети). Что
получилось? Что у вас на 1 месте — здоровье! Но,
если бы это было не на уроке биологии, то наши
оценки совпали бы с опросами социологов, которые
выявили, что у наших школьников здоровье стоит на
4 месте, а по данным газет ученики школ Америки
здоровье ставят на 1место.

Учитель: Из чего же складывается
здоровье?

Задание. В тетрадях запишите
факторы, как укрепляющие, так и ухудшающие
здоровье человека. (Работа по вариантам 1 +, 2 –).

1 вариант. (режим, рациональное питание,
эмоциональная устойчивость, закаливание,
двигательная активность)

2 вариант. (курение, алкоголь,
переедание, болезни).

А если все представить в виде дроби- то
получиться вот такая формула!

РЕЖИМ+РАЦ.ПИТАНИЕ+ЗАКАЛИВАНИЕ+ЭМОЦ.УСТОЙЧИВОСТЬ

ЗДОРОВЬЕ————————————————————————————-

КУРЕНИЕ+АЛКОГОЛЬ+ПЕРЕДАНИЕ+БОЛЕЗНИ+НАРКОТИКИ

Учитель: Чего больше?
Действительно, знаменатель! В наше время идет
ухудшение здоровья, уменьшение
продолжительности жизни, а это связано с низким
уровнем жизни, ростом объема информации, малой
подвижностью, плотностью жителей города. И это
все факторы далеко не улучшают здоровье, но
особенно ВЕЛИКА проблема здоровья детей!

Учитель: Вот такое интервью
было взято у нашего школьного врача.

(ролевая игра)

Корреспондент: Здравствуйте! Мне, было
поручено учителем взять у вас интервью.
Разрешите задать вам ряд вопросов?

Врач школы: Что же вас интересует?

Корреспондент: В нашей школе учится 1047
учеников, Скажите, сколько учеников освобождены
от физкультуры?

Врач: По разным причинам от уроков
физкультуры освобождены 180 учеников, что
составляет-18% от всех учащихся

Корреспондент: А что вы можете сказать
о зрении учеников?

Врач: Учащихся с нарушением зрения на
данный момент 260 человек, а это – 25%; как видите, 25%
учащихся школы должны сидеть на первых партах.

Корреспондент: Последнее время все
больше говорят о гиподинамии, т.е. о пониженной
двигательной активности ребят, согласны ли вы
этими высказываниями?

Врач: о том, что ученики мало двигаются,
говорят нам цифры – с нарушением осанки в школе
294 ученика – это 28%, а учеников, посещающих
регулярно спортивные секции катастрофически
мало.

Корреспондент: Вы знаете, что в городе
специально выделяются деньги на бесплатные
обеды всем школьникам. Как вы думаете, может не
стоит расходовать бюджетные деньги для этой
цели, ведь ученики обедают дома?

Врач: Это вынужденная мера. Сейчас
становиться все больше школьников с
заболеваниями желудочно-кишечного тракта.
Только в этом году в школе таких больных 180 –18%. И
еще я могу вам сказать, что с высоким уровнем
физического развития школьников всего 1,5% – а это
16 человек, а с очень низким 4% – 42 ученика.  Так
что картина не очень веселая.

Корреспондент: Разрешите задать Вам
последний вопрос? Учатся ли в нашей школе
ученики, которые ни разу не болели?

Врач: Всего за прошлый учебный год в
школе обучалось 1047 учеников. И из них совсем не
болело 39. Но если все пропущенные дни разделить
на всех школьников, то получается, что в среднем в
течение года каждый ученик пропустил по болезни
около 10 дней!

Корреспондент: Спасибо вам, что нашли
время ответить на наши вопросы. До свидания!

Учитель: Вот такую невеселую картину
представил нам врач.

Действительно, права народная
пословица: “Деньги – медь, одежда – тлен, а
здоровье всего дороже”. Что же нужно делать,
чтобы сохранить здоровье?

В первую очередь, изучить свой
организм, понять, как он работает, соблюдать меры,
предохраняющие от болезней и укрепляющие
организм, какие же методы для этого используются?

Учитель: Послушайте притчу:

Едут два извозчика с нагруженными
телегами, едут они друг за другом.

“Что везешь”? – спросил ехавший
вторым у первого?

“Вино и пиво”, – ответил первый.

“О, тогда я по праву еду за тобой!” –
воскликнул второй!

“Значит, закуску везешь?” – спросил
первый.

“Нет, надгробные камни”, – последовал
ответ.

(беседа о соблюдении гигиенических
правил, о занятиях спортом, о здоровом образе
жизни)

Вывод: Помните – человек красив сам по
себе, но ему приходится бороться за свою красоту,
за здоровье и мысли, ведь крепкое здоровье –
основа жизни.

Вот мы и будем изучать самих себя, так
как от глубины знаний будет зависеть наше
здоровье. А здоровье — это главная потребность
человека.

Закрепление: Что изучает новый
раздел биологии?

Какие знания о строении и функциях
нашего организма помогают укреплять здоровье?
Какие методы изучения строения, функций
человека, вы узнали? Как можно использовать эти
знания в медицине.

Вывод: Анатомия, физиология,
психология и гигиена человека – науки, изучающие
строение, жизненные функции организма, условия
сохранения и укрепления здоровья человека.

Учитель: Познание человека
продолжается, вопросам нет конца. А какие вопросы
вас больше волнуют? Что хотели бы вы узнать о
своем организме, изучая данный курс? (учащиеся
называют свои вопросы). Каждый, кого интересуют
эти проблемы, найдут ответы на наших последующих
уроках, а также познакомятся с методами,
позволяющими изучать строение и функции
организма человека, и использовать эти знания на
практике.

Задание на дом. Стр. 20-27. Вопросы на
стр.27 . Просмотреть тезисы об ученых, вклеенных в
рабочие тетради. Ответить на вопрос: Что влияет
на наше здоровье, дать ответ в тетрадях.

Следующий урок мы начнем с выяснения, с
какими вопросами вы легко справились, а какие
вызвали у вас затруднения?

Карточки для работы – “АНАТОМИЧЕСКОЕ
ЛОТО”

Карточка лото № 2 Древнегреческий врач и анатом сформулировал учение о четырех типах телосложения и темперамента. Считал, что болезни возникают от образа жизни

Карточка лото № 3 Врач, ученый, вскрывая животных, изучал их строение и был уверен в сходстве строения тел животных и человека. Описал нервную систему человека, а его медицинские рецепты применяются в наше время и носят название “галеновых препаратов”. Этот человек был инженером, математиком и анатомом, вскрывая трупы, он зарисовывал изучаемые органы и оставил около 800 великолепных чертежей и рисунков, его считают отцом динамической анатомии.

Менделеев Дмитрий | Читать биографии известных личностей РФ для школьников и студентов

Дмитрий Иванович Менделеев (1834-1907) – русский ученый-энциклопедист. В 1869 г. открыл периодический закон химических элементов — один из основных законов естествознания. Он оставил свыше 500 печатных трудов, среди которых классические «Основы химии» — первое стройное изложение неорганической химии. Также Д.И. Менделеев является автором фундаментальных исследований по физике, метрологии, воздухоплаванию, метеорологии, сельскому хозяйству, экономике, народному просвещению, тесно связанных с потребностями экономического развития России. Организатор и первый директор Главной палаты мер и весов.

Дмитрий Иванович Менделеев родился 8 февраля 1834 г. в Тобольске в семье Ивана Павловича Менделеева, в то время занимавшего должность директора Тобольской гимназии и училищ Тобольского округа. Дмитрий был в семье последним, семнадцатым ребёнком. В 1841-1849 гг. учился в Тобольской гимназии.

Высшее образование Менделеев получил на отделении естественных наук физико-математического факультета Главного педагогического института в Петербурге, курс которого окончил в 1855 г. с золотой медалью. В 1856 г. в Петербургском университете защитил в магистерскую диссертацию и с 1857 г. в качестве доцента читал там же курс органической химии. В 1859-1861 гг. он был в научной командировке в Гейдельберге, где подружился со многими находившимися там учёными, в том числе с А.П. Бородиным и И.М. Сеченовым. Там он работал в своей небольшой домашней лаборатории, а также в лаборатории Р. Бунзена в Гейдельбергском университете. В 1861 г. опубликовал учебник «Органическая химия», удостоенный Петербургской Академией Наук Демидовской премии.

В 1862 г. Менделеев женился на падчерице знаменитого автора «Конька-Горбунка» Петра Павловича Ершова Феозвой Никитичной Лещевой, уроженкой Тобольска. В этом браке у него родилось трое детей, но одна дочь умерла в младенчестве. В 1865 г. ученый приобрел имение Боблово в Московской губернии, где занимался агрохимией и сельским хозяйством. Ф.Н. Лещева с детьми большую часть времени проживала именно там.

В 1864-1866 гг. Д.И. Менделеев был профессором Петербургского технологического института. В 1865 г. защитил докторскую диссертацию «О соединении спирта с водой» и тогда же был утверждён профессором Петербургского университета. Преподавал Менделеев и в других высших учебных заведениях. Принимал активное участие в общественной жизни, выступая в печати с требованиями о разрешении чтений публичных лекций, протестовал против циркуляров, ограничивающих права студентов, обсуждал новый университетский устав.

Открытие Менделеевым периодического закона датируется 1 марта 1869 г., когда он составил таблицу, озаглавленную «Опыт системы элементов, основанной на их атомном весе и химическом сходстве». Оно явилось результатом долголетних поисков. Он составил несколько вариантов периодической системы и на её основе исправил атомные веса некоторых известных элементов, предсказал существование и свойства ещё неизвестных элементов. На первых порах сама система, внесённые исправления и прогнозы Менделеева были встречены сдержанно. Но после открытия предсказанных им элементов (галлий, германий, скандий), периодический закон стал получать признание.  Периодическая система явилась своего рода путеводной картой при изучении неорганической химии и в исследовательской работе в этой области.

В 1868 г. Менделеев стал одним из организаторов Русского химического общества.

В конце 1870-х гг. Дмитрий Менделеев страстно влюбился в Анну Ивановну Попову, дочь донского казака из Урюпинска. Во втором браке у Д. И. Менделеева родилось четверо детей. Д.И. Менделеев был тестем русского поэта Александра Блока, женатого на его дочери Любови.

С 1876 г. Дмитрий Менделеев — член-корреспондент Петербургской АН, в 1880 г. выдвигался в академики, но был забаллотирован, что вызвало резкий общественный протест.

В 1890 г. Менделеев будучи профессором Петербургского университета, ушел в отставку в знак протеста против притеснения студенчества. Почти насильно оторванный от науки, Дмитрий Менделеев посвящает все свои силы практическим задачам.

При его участии, в 1890 г. создается проект нового таможенного тарифа, в котором последовательно проводится покровительственная система, а в 1891 г. выходит в свет замечательная книга: «Толковый тариф», представляющая комментарий к этому проекту и вместе с тем глубоко продуманный обзор промышленности, с указанием на ее нужды и будущие перспективы. В 1891 году Морское и военное министерство поручают Менделееву разработку вопроса о бездымном порохе, и он (после заграничной командировки) в 1892 г. блестящим образом выполняет эту задачу. Предложенный им «пироколлодий» оказался превосходным типом бездымного пороха, притом универсальным и легко приспособляемым ко всякому огнестрельному оружию.

С 1891 г. Менделеев принимает деятельное участие в «Энциклопедическом словаре» Брокгауза-Ефрона, в качестве редактора химико-технического и фабрично-заводского отдела и автора многих статей служащих украшением этого издания. В 1900-1902 гг. Дмитрий Менделеев редактирует «Библиотеку промышленности» (изд. Брокгауза-Ефрона), где ему принадлежит выпуск «Учение о промышленности». С 1904 г. стали выходить «Заветные мысли» — историко-философский и социально-экономический трактат Менделеева, в котором содержится как бы его завещание потомству, итоги пережитого и передуманного по различным вопросам, касающимся экономической, государственной и общественной жизни России.

Дмитрий Иванович Менделеев умер 20 января 1907 г. от воспаления легких. Его похороны, принятые на счет государства, были настоящим национальным трауром. Отделение химии Русского Физико-Химического Общества учредило в честь Менделеева две премии за лучшие работы по химии. Библиотека Менделеева, вместе с обстановкой его кабинета, приобретена Петроградским университетом и хранится в особом помещении, когда-то составлявшем часть его квартиры. 

5.2: Открытие клеток и клеточной теории

1. Последнее обновление

2. Сохранить как PDF

• Сюзанна Ваким и Мандип Грюал
• Колледж Бьютт

Большая синяя камера

Что это за невероятный объект? Вас бы удивило, если бы вы узнали, что это человеческая клетка? Ячейка на самом деле слишком мала, чтобы увидеть ее невооруженным глазом. Здесь он виден так подробно, потому что рассматривается в очень мощный микроскоп. Клетки могут быть небольшого размера, но они чрезвычайно важны для жизни. Как и все другие живые существа, вы состоите из клеток. Клетки являются основой жизни, и без клеток жизнь, какой мы ее знаем, не существовала бы. Вы узнаете больше об этих удивительных кирпичиках жизни, когда будете читать этот раздел.

Рисунок \(\PageIndex{1}\): Здоровая Т-клетка человека

Если вы посмотрите на живое вещество в микроскоп — даже в простой световой микроскоп — вы увидите, что оно состоит из клеток. Клетки являются основными единицами строения и функции живых существ. Это мельчайшие единицы, способные осуществлять процессы жизнедеятельности. Все организмы состоят из одной или нескольких клеток, и все клетки имеют много одинаковых структур и выполняют одни и те же основные жизненные процессы. Знание строения клеток и процессов, которые они осуществляют, необходимо для понимания самой жизни.

Открытие клеток

Впервые слово клетка использовалось для обозначения этих крошечных единиц жизни в 1665 году британским ученым по имени Роберт Гук. Гук был одним из первых ученых, изучавших живые существа под микроскопом. Микроскопы того времени были не очень сильными, но Гук все же смог сделать важное открытие. Когда он посмотрел на тонкий срез пробки под микроскопом, он был удивлен, увидев нечто похожее на пчелиные соты. Гук сделал рисунок на рисунке ниже, чтобы показать то, что он видел. Как видите, пробка состояла из множества крошечных единиц, которые Гук назвал клетками.

Вскоре после того, как Роберт Гук обнаружил клетки в пробке, Антон ван Левенгук в Голландии сделал другие важные открытия с помощью микроскопа. Левенгук сделал свои собственные линзы для микроскопов, и у него это получалось настолько хорошо, что его микроскоп был мощнее, чем другие микроскопы того времени. На самом деле микроскоп Левенгука был почти так же силен, как и современные световые микроскопы. Используя свой микроскоп, Левенгук был первым человеком, который наблюдал человеческие клетки и бактерии.

Рисунок \(\PageIndex{2}\): Роберт Гук зарисовал эти пробковые клетки, как они выглядят под простым световым микроскопом.

Cell Theory

К началу 1800-х годов ученые наблюдали за клетками многих различных организмов. Эти наблюдения привели двух немецких ученых по имени Теодор Шванн и Маттиас Якоб Шлейден к предположению, что клетки являются основными строительными блоками всех живых существ. Около 1850 года немецкий врач Рудольф Вирхов изучал клетки под микроскопом, когда случайно увидел, как они делятся и образуют новые клетки. Он понял, что живые клетки производят новые клетки путем деления. Основываясь на этом понимании, Вирхов предположил, что живые клетки возникают только из других живых клеток.

Идеи всех трех ученых — Шванна, Шлейдена и Вирхова — привели к клеточной теории , которая является одной из фундаментальных теорий, объединяющих всю биологию. Клеточная теория утверждает, что:

• Все организмы состоят из одной или нескольких клеток.
• Все жизненные функции организмов происходят внутри клеток.
• Все ячейки происходят из уже существующих ячеек.

Видение клеток изнутри

Начиная с Роберта Гука в 1600-х годах, 9Микроскоп 0034 открыл удивительный новый мир — мир жизни на уровне клетки. По мере того как микроскопы продолжали совершенствоваться, было сделано больше открытий о клетках живых существ. Однако к концу 1800-х световые микроскопы достигли своего предела. Объекты намного меньше клеток, включая структуры внутри клеток, были слишком малы, чтобы их можно было увидеть даже в самый сильный световой микроскоп.

Затем, в 1950-х годах, был изобретен новый тип микроскопа. Названный электронным микроскопом, он использовал пучок электронов вместо света для наблюдения за очень маленькими объектами. С помощью электронного микроскопа ученые наконец-то смогли увидеть крошечные структуры внутри клеток. Фактически, они даже могли видеть отдельные молекулы и атомы. Электронный микроскоп оказал огромное влияние на биологию. Это позволило ученым изучать организмы на уровне их молекул и привело к возникновению области клеточной биологии. С помощью электронного микроскопа было сделано гораздо больше открытий клеток. На рисунке \(\PageIndex{3}\) показано, как структуры ячеек называются органеллы проявляются при сканировании под электронным микроскопом.

Рисунок \(\PageIndex{3}\): Это изображение структур внутри клетки получено с помощью электронного микроскопа.

Структуры, общие для всех клеток

Хотя клетки разнообразны, все клетки имеют некоторые общие части. Эти части включают плазматическую мембрану, цитоплазму, рибосомы и ДНК.

1. Плазматическая мембрана (также называемая клеточной мембраной) представляет собой тонкий слой фосфолипидов, окружающий клетку. Он образует физическую границу между клеткой и окружающей средой, поэтому вы можете думать о нем как о «коже» клетки.
2. Цитоплазма относится ко всему клеточному материалу внутри плазматической мембраны. Цитоплазма состоит из водянистого вещества, называемого цитозолем, и содержит другие клеточные структуры, такие как рибосомы.
3. Рибосомы представляют собой структуры в цитоплазме, в которых производятся белки.
4. ДНК представляет собой нуклеиновую кислоту, обнаруженную в клетках. Он содержит генетические инструкции, необходимые клеткам для производства белков.

Эти части являются общими для всех клеток таких разных организмов, как бактерии и люди. Как получилось, что все известные организмы имеют такие похожие клетки? Сходства показывают, что вся жизнь на Земле имеет общую эволюционную историю.

Обзор

1. Описать ячейки.
2. Объясните, как были открыты клетки.
3. Расскажите, как развивалась клеточная теория.
4. Определите структуры, общие для всех ячеек.
5. Верно или неверно. Пробка не является живым организмом.
6. Верно или неверно. Некоторые организмы состоят только из одной клетки.
7. Верно или неверно. Рибосомы находятся вне цитоплазмы клетки.
8. Белки производятся _____________.
9. В чем разница между световым микроскопом и электронным микроскопом?
10. Первые микроскопы были сделаны около
    1. 1965
    2. 1665
    3. 1950
    4. 1776
11. Кто из этих ученых сделал каждое из следующих открытий? (Антон ван Левенгук, Роберт Гук, Рудольф Вирхов)
    1. Обнаружил некоторые из первых клеток и впервые использовал термин «клетка»
    2. Обнаружены первые клетки человека
    3. Наблюдаемые клетки, делящиеся
12. Роберт Гук зарисовал то, что выглядело как соты, или повторяющиеся круглые или квадратные единицы, когда он наблюдал растительные клетки под микроскопом.
    1. Что такое каждая единица?
    2. Что из общих частей всех клеток составляет внешнюю поверхность каждой единицы?
    3. Что из общих частей всех ячеек составляет внутреннюю часть каждой ячейки?

Attributions

1. Здоровая человеческая Т-клетка по фотопотоку NIAID Flickr, общественное достояние через Wikimedia Commons
2. Микрофотография пробки Роберта Хука, общественное достояние на Wikimedia Commons
3. Chlamydomonas от Dartmouth Electron Microscope Facility Дартмутского колледжа, опубликовано в общественное достояние через Wikimedia Commons
4. Текст адаптирован из книги «Биология человека» по лицензии CK-12, лицензия CC BY-NC 3. 0

Эта страница под названием 5.2: Discovery of Cells and Cell Theory распространяется под лицензией CK-12 и была создана, изменена и/или курирована Сюзанной Ваким и Мандипом Грюалом посредством исходного контента, который был отредактирован в соответствии со стилем и стандартами Платформа LibreTexts; подробная история редактирования доступна по запросу.

ЛИЦЕНЗИЯ ПОД

1. Наверх

• Была ли эта статья полезной?

1. Тип изделия

   Раздел или Страница

   Автор

   Сюзанна Ваким и Мандип Гревал

   Количество столбцов печати

   Два

   Печать CSS

   Плотный

   Лицензия

   СК-12

   Версия лицензии

   3,0

   Программа OER или Publisher

   Программа ASCCC OERI

   Показать оглавление

   да

2. Теги

   1. ячейка
   2. Клеточная теория
   3. цитоплазма
   4. ДНК
   5. микроскоп
   6. органеллы
   7. плазматическая мембрана
   8. рибосома
   9. источник@https://www. ck12.org/book/ck-12-human-biology/

История клетки: открытие клетки

Хотя внешне они очень разные, внутри слон, подсолнух и амеба состоят из одних и тех же строительных блоков. От отдельных клеток, составляющих самые простые организмы, до триллионов клеток, составляющих сложную структуру человеческого тела, каждое живое существо на Земле состоит из клеток. Эта идея, часть клеточной теории, является одним из центральных элементов биологии. Клеточная теория также утверждает, что клетки являются основной функциональной единицей живых организмов и что все клетки происходят от других клеток. Хотя сегодня это знание является основополагающим, ученые не всегда знали о клетках.

Открытие клетки было бы невозможно, если бы не усовершенствования микроскопа. Заинтересованный узнать больше о микроскопическом мире, ученый Роберт Гук усовершенствовал конструкцию существующего сложного микроскопа в 1665 году. В его микроскопе использовались три линзы и сценический свет, которые освещали и увеличивали образцы. Эти достижения позволили Гуку увидеть нечто удивительное, когда он поместил кусок пробки под микроскоп. Гук подробно описал свои наблюдения за этим крошечным и ранее невидимым миром в своей книге 9.0044 Микрография . Для него пробка выглядела так, как будто она была сделана из крошечных пор, которые он стал называть «клетками», потому что они напоминали ему кельи в монастыре.

Наблюдая за клетками пробки, Гук отметил в Micrographia , что «я мог чрезвычайно ясно увидеть, что она полностью перфорирована и пориста, очень похожа на соты, но поры в ней неправильные… эти поры, или клетки… были действительно первыми микроскопическими порами, которые я когда-либо видел, и, возможно, которые когда-либо видели, ибо я не встречал ни одного Писателя или Человека, который упоминал бы о них до этого…»

Вскоре после открытия Гука голландский ученый Антони ван Левенгук обнаружил другие скрытые крошечные организмы — бактерии и простейшие. Неудивительно, что ван Левенгук сделал такое открытие. Он был мастером изготовления микроскопов и усовершенствовал конструкцию простого микроскопа (у которого была только одна линза), что позволило ему увеличивать объект примерно в двести-триста раз по сравнению с его первоначальным размером. В эти микроскопы ван Левенгук увидел бактерии и простейших, но он назвал этих крошечных существ «анималькулами».

Ван Левенгук был очарован. Он стал первым, кто наблюдал и описал сперматозоиды в 1677 году. Он даже посмотрел на зубной налет под микроскопом. В письме в Королевское общество он писал: «Тогда я всегда с большим удивлением видел, что в упомянутом вопросе было много очень маленьких живых животныхкул, очень красиво двигающихся».

В девятнадцатом веке биологи начали более внимательно изучать как животные, так и растительные ткани, совершенствуя клеточную теорию.Ученые могли легко сказать, что растения полностью состоят из клеток благодаря их клеточной стенке.Однако это было не так очевидно для клетки животных, у которых отсутствует клеточная стенка. Многие ученые считали, что животные состоят из «глобул».

Немецкие ученые Теодор Шванн и Маттиас Шлейден изучали клетки животных и растений соответственно. Эти ученые определили ключевые различия между двумя типами клеток и выдвинули идею о том, что клетки являются фундаментальными единицами как растений, так и животных.

Однако Шванн и Шлейден неправильно поняли, как растут клетки. Шлейден считал, что клетки «посеяны» ядром и растут оттуда. Точно так же Шванн утверждал, что клетки животных «кристаллизуются» из материала между другими клетками. В конце концов, другие ученые начали раскрывать правду. Еще одна часть головоломки клеточной теории была обнаружена Рудольфом Вирховым в 1855 году, который заявил, что все клетки генерируются существующими клетками.

На рубеже веков внимание начало смещаться в сторону цитогенетики, целью которой было связать изучение клеток с изучением генетики. В 1880-х годах Уолтер Саттон и Теодор Бовери были ответственны за определение хромосомы как узла наследственности, навсегда связав генетику и цитологию. Более поздние открытия еще больше подтвердили и укрепили роль клетки в наследственности, например, исследования структуры ДНК Джеймса Уотсона и Фрэнсиса Крика.

Открытие клетки продолжало оказывать влияние на науку сто лет спустя, когда были открыты стволовые клетки, недифференцированные клетки, которым еще предстоит развиться в более специализированные клетки. Ученые начали получать эмбриональные стволовые клетки от мышей в 19 веке.80-х, а в 1998 году Джеймс Томсон выделил эмбриональные стволовые клетки человека и разработал клеточные линии. Затем его работа была опубликована в статье в журнале Science . Позже было обнаружено, что взрослые ткани, обычно кожа, могут быть перепрограммированы в стволовые клетки, а затем формировать другие типы клеток. Эти клетки известны как индуцированные плюрипотентные стволовые клетки. В настоящее время стволовые клетки используются для лечения многих заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера и болезни сердца.

Открытие клетки оказало на науку гораздо большее влияние, чем мог себе представить Гук в 1665 году. В дополнение к фундаментальному пониманию строительных блоков всех живых организмов, открытие клетки привело к прогрессу в медицинской технике и лечении. Сегодня ученые работают над персонализированной медициной, которая позволит нам выращивать стволовые клетки из наших собственных клеток, а затем использовать их для понимания процессов болезни. Все это и многое другое выросло из одного наблюдения за ячейкой в ​​пробке.

Видео

TedEd: Дурацкая история клеточной теории

Департамент начального и среднего образования штата Миссури

Быстрые ссылки

• Оценка
• Ассоциации
• Стандарты обучения штата Миссури
• Наука МЛС К-5 | 6-12
• Содержание Информация о собрании  – Зарегистрируйтесь в Календаре учебного плана
• Приоритетные научные стандарты 
• Поддержка ресурсов для приоритетных научных стандартов

Как всегда, обращайтесь ко мне с вопросами, идеями и проблемами. Спасибо за все, что вы делаете для наших студентов из Миссури!

Непрерывное научное образование: пособие по непрерывному трехмерному обучению в различных учебных средах

Руководство и ресурсы, представленные в этом документе, не предназначены для того, чтобы быть директивой или ограничением, а скорее инструментом, который будет продолжать развиваться по мере увеличения ресурсов доступны. Дополнительные рекомендации по планированию, которые педагоги могут предпринять, поскольку они продолжают планировать обучение в этом учебном году, можно найти в Преподавании и обучении в виртуальной среде

Сьюзан Герман
Директор по науке
573-751-4445
Сьюзан Герман

Ресурсы оценки

• Справочный лист по физическим наукам 
• Типы элементов уровня обучения с примерами 
• Примеры типов предметов для завершения курса 
   

Чертежи испытаний

Уровень   | Конец курса
 

Примеры задач оценки

Уровень	Конец курса
Расширенное задание 5 класса Руководство по подсчету очков Рубрика «Сконструированный ответ» Образцы ответов учащихся Оценочные аннотации Краткое задание для 8 класса Руководство по подсчету очков Критерий составления ответов  Образцы ответов учащихся Оценочные аннотации	Краткое задание по биологии Руководство по подсчету очков Критерий составления ответов  Образцы ответов учащихся  Оценка аннотаций

 

Практические формы

Уровень

Доступ к тренировочным формам

также можно получить через eDirect.

Содержание	Бумага/карандаш	Крупный шрифт
5 класс	Научная бумага/карандаш Руководство по подсчету очков науки Руководство по подсчету очков науки	Наука, крупный шрифт Руководство по подсчету очков науки Руководство по подсчету очков науки
8 класс	Научная бумага/карандаш Руководство по подсчету очков науки Руководство по подсчету очков науки	Наука, крупный шрифт Руководство по подсчету очков науки Руководство по подсчету очков науки

Конец курса

Формы практики

, соответствующие новым ожиданиям MLS, будут доступны в Интернете через безопасный браузер EOC и здесь для учащихся, которым нужна бумажная оценка.

• Биология
  • Колесо кодонов мРНК
  • Периодическая таблица 
  • Руководство по подсчету баллов по биологии. Рубрика для составленного ответа 
• Физические науки
  • Периодическая таблица 
  • Руководство по подсчету очков по физике Рубрика для составленного ответа
     

Дескрипторы уровня производительности

• Классы K-2 PLD (не оценивались)
• Класс 5 PLD
• Класс 8 PLD
• Биология PLD
• Физические науки PLD
• Науки о Земле и космосе PLD (не оценено)

Реализация

Эти ресурсы по внедрению предназначены для оказания поддержки преподавателям на различных этапах внедрения Стандартов обучения естественным наукам штата Миссури при одновременном наращивании потенциала во всех классах. Эти ресурсы имеют единственную цель помочь в реализации и никоим образом не являются единственными способами внедрения стандартов.

• Обзор набора инструментов для внедрения 
• План реализации МО 
• Пакет Science MLS
• Предложения по курсу MS и HS
  *Обновлено 3-4-19

Документы поддержки MLS

Стандарты обучения штата Миссури Научные ожидания

К-5  | 6-12 

Стандарты обучения штата Миссури Научные достижения

Научная и инженерная практика | Основные дисциплинарные идеи | Сквозные концепции

Стандарты обучения в штате Миссури, расширенные ожидания по естественным наукам

Детский сад	1 класс	2 класс
3 класс	4 класс	5 класс
6-8 наук о жизни	6-8 Инженерия, технологии и прикладные науки	6-8 Науки о Земле и космосе
6-8 Физические науки	9-12 Науки о жизни	9-12 Инженерия, технология и применение науки
9-12 Науки о Земле и космосе	9-12 Физические науки

*Связи с другими стандартами обучения штата Миссури, такими как ELA и Math, можно найти в расширенных ожиданиях.

Характеристики товара

Детский сад (обновлено 31.10.19)	6-8 Земля/Космос (обновлено 20.02.20)
1 класс	6-8 Жизнь (обновлено 14.01.21)
2 класс	6–8 Физический (обновлено 20 февраля 2020 г.)
3 класс (обновлено 10.02.20)	9-12 Земля/Космос (обновлено 19.04.19)
4 класс (обновлено 19.12.19)	9-12 Life (обновлено 10/2021)
5 класс (обновлено 05.01.21)	9-12 Физический (обновлено 10/2021)

Профессиональное обучение

2022–2023 Контент-встречи

Управление готовности к поступлению в колледж и карьере DESE запланировало бесплатные возможности профессионального развития для преподавателей K-12 штата Миссури в области искусства, английского языка, развития английского языка, здоровья/физического воспитания, математики, естественных и социальных наук. Зарегистрируйтесь по ссылкам ниже в учебном календаре.

Интерфейс 2023

При поддержке Департамента начального и среднего образования штата Миссури в сотрудничестве с Конференц-офисом MU

RPDC Science Контактная информация

	Город	Научный контакт	Электронная почта
S Центральный RPDC	Ролла	Джанет Крафтон	jcrafton@mst. edu
NE RPDC	Кирксвилл	Майра Коллинз	[email protected]
СЗ РПЦД	Сент-Джозеф	Деб Корелл	[email protected]
ПО RPDC	Спрингфилд	Трейси Гросс	[email protected]
Сердце Миссури	Колумбия	Гена МакКласки	[email protected]
SE RPDC	Мыс Жирардо	Линда Нуль	[email protected]
Центральный RPDC	Уорренсбург	Джули Блейн	[email protected]
Сент-Луис
Канзас-Сити		Кэти Баттлс	battlesc@umkc. edu

Программы

Научные ресурсы для учителей

Департамент охраны природы штата Миссури – «Откройте для себя школы природы»

Департамент охраны природы штата Миссури координировал свои действия с педагогами из штата Миссури для разработки увлекательной учебной программы, основанной на экологии, в соответствии с нашими новыми ожиданиями MLS в области науки. Модули представляют собой бесплатные ресурсы, охватывающие материалы от дошкольного до старшего школьного возраста с использованием методов, основанных на запросах. Ниже представлены листовки для каждого из пяти блоков, а также пешеходные переходы к научным MLS и NGSS. Учителя могут посетить портал учителей Департамента охраны природы, чтобы узнать больше о школах Discover Nature, получить бесплатные материалы и узнать о дополнительных грантах.
 

Биолимпиада США

USABO — это соревнование для старшеклассников, увлеченных биологией. У ваших студентов, которые участвуют в USABO, будет возможность получить этот опыт, который изменит их жизнь, поделившись своей страстью к биологии с единомышленниками на национальном и международном уровнях и установив отношения на всю жизнь, которые распространятся на их будущую карьеру. *Для участия в этой программе отдельные лица: школы, учителя или администраторы должны зарегистрироваться как школа и $95 оплата будет собрана.

Национальная ассоциация учителей биологии (NABT

)

• На странице ресурсов NABT есть ссылки на все, что связано с биологией, включая учебные материалы, видео, студенческие ресурсы, статьи и видео.

Ассоциация экологического образования штата Миссури (MEEA)

• MEEA предлагает отличный набор ресурсов для учителей и школьных округов. Уроки, оценки, обучение, ссылки на парки и заповедные зоны Миссури.

СТОМ   

• Учителя естественных наук штата Миссури предоставляют ряд научных ресурсов, которые могут быть полезны учителям и учащимся в классе, планировании уроков и профессиональном развитии.

Помощь на реке Миссури

• Ищете ресурсы для обучения реке Миссури, примеры проектов по реке или способы обучения на природе? Вы попали в нужное место. Ты просто немного раньше.

Научная пятница

• Science Friday предлагает бесплатные мероприятия, уроки и ресурсы по предметам STEM для родителей и педагогов.

Консорциум Конкорд

• Мы некоммерческая лаборатория образовательных технологий для науки, математики и инженерии. Наша новаторская работа воплощает в жизнь обещания технологий для образования.

Научные стандарты нового поколения (NGSS)

• Ссылка на ресурсы для учителей содержит страницы ресурсов, которые помогут учителям и школьным округам реализовать научные ожидания.

NSTA – концентратор NGSS

• Национальная ассоциация преподавателей естественных наук предоставляет ресурсы для учебных занятий, внедрения и профессионального развития.

Калифорнийский университет – Беркли(внешняя ссылка)

• Планы уроков, видеоролики, статьи, «база данных ресурсов»

МетЭд

• MetEd — это бесплатная коллекция сотен обучающих ресурсов, предназначенных для геолого-геофизического сообщества. Независимо от того, являетесь ли вы опытным метеорологом, оттачивающим имеющиеся навыки, или студентом, ищущим новые интересные темы в области наук о Земле, у нас есть кое-что для вас.

Учебный план и инструкции школьного округа Либерти —

Публикации и связанные ссылки

Учителя естественных наук Америки

Публикации

• Предупреждения о трудностях учащихся и заблуждениях в науке
• Руководство по научной безопасности — элементарный курс
• Руководство по научной безопасности — вторичное издание (будет обновлено)
• Глоссарий
• Опыт изучения естественных наук с использованием цикла обучения 5-E

Национальная учебная программа Исследования в области естественнонаучных образовательных ресурсов

• Национальные стандарты научного образования, Национальный исследовательский совет
• Проект AAAS 2061: критерии научной грамотности
• Проект AAAS 2061: Атлас научной грамотности
• Как студенты изучают науку, Национальный исследовательский совет
• Осмысление вторичной науки: исследование детских идей (Драйвер, Р. , Сквайрс, А., Рашворт, П., Вуд-Робинсон, В., 1994).
• Борьба с неверными представлениями учащихся о науке. Флорида: Фабрика идей (Рутледж Степанс, Дж., 1994)
• Понимание моделей в науке о Земле и космосе. Арлингтон, Вирджиния: NSTA (Гилберт, Стивен и Иретон, Ширли, 2003 г.)

Ресурсы для цикла обучения, запросов и вопросов

• Исследование и национальные стандарты научного образования: руководство для преподавания и обучения (Котран, Джулия Х., Гизе, Рональд Н., Резба, Ричард Дж. (2000))
• Студенты и исследования: практические стратегии для научных классов и соревнований (Dubuque, IA: Kendall/Hunt)
• Хорошая научная деятельность в средней школе: практическое руководство по обучению на основе запросов (Джоргенсон, О., Кливленд, Дж., Ваносдалл, Р. (2004) Арлингтон, Вирджиния: NSTApress)
• Запросить внутри: Внедрение научных стандартов, основанных на исследованиях (Llewellyn, Douglas (2002) Thousand Oaks, CA: Corwin Press, Inc. )
• Преподавание естественных наук в средней школе посредством исследования (Ллевелин, Дуглас. (2005) Таузенд-Оукс, Калифорния: Corwin Press, Inc.)
• Вопросы качества: основанная на исследованиях практика для вовлечения каждого учащегося (Walsh, J.A., Sattes, B.D. (2005) Thousand Oaks, CA: Corwin Press, Inc.)

Ресурсы для чтения и письма в науке

• Научные тетради: Заметки о расследовании (Кэмпбелл, Брайан, Фултон, Лори. (2003) Портсмут, Нью-Хэмпшир: Heinemann Educational Books, Inc.)
• Обучение чтению в естественных науках: дополнение ко второму изданию руководства для учителя «Обучение чтению в предметных областях» (Бартон, М.Л., Джордан, Д.Л. (2001) Аврора, Колорадо: Исследования в области образования и обучения в Среднем континенте)
• Читать, писать и думать как ученый (Сол, Э.В., Рирдон, Дж., Пирс, К., Дикман, Д., Нойтце, Д. (2002) Научный семинар: Портсмут, Нью-Хэмпшир: Хайнеманн)

Чему ваш ребенок будет учиться в старшей школе по биологии — HCPSS

Научная грамотность жизненно важна для всех граждан, поскольку наука связана практически со всеми аспектами нашей современной жизни. От принятия решений по личным вопросам до уверенного участия в дискуссиях по глобальной политике — наше понимание научных знаний и источников этих знаний имеет основополагающее значение. Исследования обучения учащихся естественным наукам по-прежнему подчеркивают, что учащиеся должны активно заниматься наукой в ​​течение нескольких лет обучения в школе. Изучение естественных наук не может быть сосредоточено только на содержании или процессах науки, но должно подчеркивать взаимосвязь между тремя ключевыми измерениями науки. В «Концепции научного образования K–12», опубликованной в 2011 году Национальным исследовательским советом национальных академий, эти три ключевых аспекта определяются следующим образом:

• Научная и инженерная практика. Ученые используют различные методы, такие как задавание вопросов, планирование и проведение исследований, а также участие в аргументах, основанных на доказательствах. Именно посредством этих научных и инженерных практик создаются научные знания среди ученых. Важно отметить, что именно благодаря участию в этих научных практиках учащиеся всех классов достигают более глубокого понимания содержания науки.
• Сквозные концепции. Научные знания не являются набором отдельных или не связанных между собой фактов. И наоборот, наше понимание мира природы может быть организовано в рамках нескольких больших идей, таких как «причина и следствие» или «закономерности». Семь сквозных концепций, определенных в Концепции естественнонаучного образования K–12, обеспечивают концептуальную организацию для развития у учащихся понимания окружающего мира.
• Ключевые дисциплинарные идеи. Основные идеи науки определяют содержание научных дисциплин. Будь то в науках о жизни, физике или науках о земле и космосе, знания учащихся об основном содержании науки должны со временем углубляться. Их уровень понимания зависит от их возможностей участвовать в осмысленном учебном опыте, который поощряет применение их понимания.

Важно отметить, что три измерения науки никогда не должны преподаваться изолированно. Вместо этого их следует регулярно интегрировать в процесс обучения и оценивания. Наука — это совокупность знаний, способ мышления и способ построения понимания нашего природного мира. Научная грамотность достигается за счет помощи учащимся в осмыслении своего мира.

Изучая биологию, учащиеся изучают различные жизненные процессы и узнают, как разные организмы справляются с трудностями жизни в окружающей среде. Студенты учатся использовать лабораторное оборудование и материалы для сбора данных, а затем используют различные навыки анализа данных для интерпретации данных. Основные биологические концепции, на которые должны обратить внимание студенты, включают гомеостаз, передачу и использование энергии, взаимосвязь между структурой и функцией и изменение во времени. Кроме того, опыт учащихся в области биологии способствует развитию у них экологической грамотности. В частности, изучение учащимися экологии открывает перед ними возможности для участия в местных мероприятиях, направленных на защиту, сохранение или улучшение окружающей среды.

Содержание курса и навыки оцениваются с помощью широкого спектра оценочных мер, включая тесты с объективными и письменными ответами, лабораторные отчеты, симуляции, исследовательские проекты, презентации в классе и домашние задания.

Научная и инженерная практика

На протяжении всей средней школы учащиеся, изучающие естественные науки, будут развивать свои навыки в практической науке. Каждый год у студентов будет много возможностей применить эти навыки в лабораторных и полевых исследованиях, а также в долгосрочных проектах. Эти методы, описанные в документе «Основы естественнонаучного образования K–12», включают:

• Задавайте и уточняйте вопросы, которые ведут к описаниям и объяснениям того, как работает естественный и искусственный мир, и которые можно проверить эмпирически.
• Используйте и создавайте модели в качестве полезных инструментов для представления идей и объяснений, включая диаграммы, рисунки, физические копии, математические представления, аналогии и компьютерные симуляции.
• Планируйте и проводите систематические расследования.
• Получение данных, которые необходимо проанализировать, чтобы получить значение, используя ряд инструментов для выявления существенных особенностей и закономерностей в данных, выявления источников ошибок в исследованиях и расчета степени уверенности в результатах.
• Представление физических переменных и их взаимосвязей с использованием основных инструментов математики и вычислений для ряда задач, таких как моделирование; статистический анализ данных; и признание, выражение и применение количественных отношений.
• Создание теорий, объясняющих мир.
• Рассуждайте и аргументируйте, основываясь на доказательствах, чтобы определить лучшее объяснение природного явления или лучшее решение проблемы проектирования.
• Говорите четко и убедительно.

Химия жизни

1. Описать уникальные характеристики химических соединений и макромолекул, используемых живыми системами.
2. Обсудите строение и функции ферментов.

Клетки и гомеостаз

1. Обсудите структуру и функции клеток в одноклеточных и многоклеточных организмах.
2. Опишите, как осуществляется связь и регуляция внутри многоклеточных организмов.

Примените концепцию гомеостаза для понимания того, как живые системы реагируют на широкий спектр условий окружающей среды.

Энергия для жизни

1. Обсудите перенос и использование вещества и энергии в фотосинтезе и хемосинтезе.
2. Обсудите перенос и использование вещества и энергии в клеточном дыхании.
3. Опишите роль систем органов в переносе и использовании вещества и энергии многоклеточными организмами.

Нуклеиновые кислоты и синтез белка

1. Объясните связи между генами, хромосомами и ДНК.
2. Объясните клеточные циклы.
3. Объясните, как генетический признак определяется кодом в молекуле ДНК.

Генетика

1. Проиллюстрируйте, что сортировка и рекомбинация генов во время полового размножения влияет на изменчивость потомства.
2. Проанализируйте и объясните выбранные модели наследования.
3. Опишите влияние изменения генов на организм.
4. Опишите роль генетического консультирования и биотехнологии в обществе.

Эволюция, разнообразие и классификация

1. Объясните доказательства того, что живые существа менялись с течением времени.
2. Анализировать и объяснять механизмы эволюционных изменений (т. е. генетической изменчивости, изменений окружающей среды и естественного отбора).
3. Объясните связь между биоразнообразием и эволюцией.
4. Оценка степени родства между организмами или видами.

Экология

1. Анализ отношений между организмами и между организмами и абиотическими факторами (экосистема; биомы; абиотические/биотические факторы: пространство, почва, вода, воздух, температура, пища, свет, организмы; отношения: хищник-жертва, паразит -хозяин, мутуализм, комменсализм, падальщик).
2. Опишите потоки материи и энергии между живыми системами и физической средой.
3. Проанализируйте взаимосвязи и взаимозависимости между различными организмами и объясните, как эти взаимосвязи способствуют стабильности экосистемы.
4. Исследовать, как естественные изменения условий окружающей среды и деятельность человека повлияют на отдельные организмы и динамику популяций.
5. Проиллюстрируйте, как все организмы являются частью двух основных глобальных пищевых сетей и зависят от них.

Пример выбранных ответов

Исследователь недавно открыл вид бактерий. Последовательности ДНК были получены из него и из нескольких других видов бактерий. Последовательности ДНК происходили из одной и той же части бактериальной хромосомы каждого вида.

Согласно приведенным выше данным, к какому виду относятся неизвестные бактерии?

1. Вид I
2. Вид II
3. Вид III
4. Виды IV

Клеточная мембрана

Используйте приведенный ниже рисунок клеточной мембраны, чтобы ответить на следующие вопросы:

Какой тип молекулы представляет собой Структура А?

1. аминокислота
2. а фосфолипид
3. углевод
4. нуклеиновая кислота

Распределение цвета меха кролика

Особи в популяции кроликов имеют разные цвета меха, как показано на диаграмме ниже.

Различия в окраске шерсти отдельных кроликов описываются как:

1. вид
2. вариант
3. эволюция
4. преемственность

Анатомия кальмара

Кальмары — это морские животные, имеющие полную систему кровообращения и размножающиеся половым путем. Схема кальмара показана ниже.

Что из перечисленного не является назначением органов чувств кальмара?

1. найти себе пару
2. избегать хищников
3. поиск добычи
4. выделяющие отходы

ДНК

Один из видов хромосомных мутаций может произойти во время мейоза, когда пара хромосом, несущих гены одного и того же признака, не разделяется. Какие из них представляют собой половые хромосомы мужского организма, когда произошел этот тип хромосомной мутации?

1. ХХУ
2. ХХ
3. XY
4. ХХХ

Используйте диаграмму ниже, чтобы ответить на вопрос.

Какой из них является нуклеотидом?

1. 1
2. 2
3. 3
4. 4

Один родитель является гомозиготным доминантом по каштановым волосам (ВВ). Другой родитель гетерозиготен по каштановым волосам (Bb).

Какова вероятность того, что у потомства будут каштановые волосы?

1. 100%
2. 75%
3. 50%
4. 25%

Бактерии

Имеются данные, свидетельствующие о том, что бактерии, содержащиеся в чашке сахара, могут питать 60-ваттную лампочку в течение 17 часов.

Какой из них, скорее всего, использовался для подтверждения этой научной идеи?

1. сформулировать гипотезу
2. выявить проблему
3. провести эксперимент
4. написать заключение

Большинство бактерий не способны расщеплять нефть, случайно вылитую в океан танкерами. Однако ученые могут вставить ген в ДНК бактерии, чтобы дать ей возможность расщеплять масло. Эта технология является примером

1. переход
2. Репликация ДНК
3. сплайсинг генов
4. перевод

Насекомые

Некоторые взрослые насекомые не умеют плавать, но могут ходить по поверхности воды. Какая характеристика воды позволяет этим насекомым ходить по поверхности воды?

1. рН
2. поверхностное натяжение
3. свойства растворителя
4. атомные связи

Скорость роста растений

Группа студентов провела эксперимент по изучению роста бобовых растений. Равное количество растений фасоли одинакового размера было посажено в контейнеры A и B. Каждый день в течение пяти дней в контейнер A добавлялась только вода, а в контейнер B добавлялось равное количество раствора слабого удобрения. В таблице ниже показана средняя высота растений в каждом контейнере для каждого дня эксперимента.

Что из этого проверяется в этом эксперименте?

1. влияние воды на высоту растений
2. влияние удобрений на высоту растений
3. максимальная высота растения
4. количество дней, в течение которых растения будут расти

Образец технического отрывка с выбранным ответом

Используйте технический отрывок «Ученые исследуют аспект миграции рыб», чтобы ответить на вопрос ниже:

Ученые исследуют аспект миграции рыб

Токсичные загрязнители сельского хозяйства и промышленности обнаруживаются во всем мире, даже в районах, удаленных от источников загрязнения. До сих пор ученые обвиняли воздушные потоки в распространении токсинов вдали от их источников. Однако недавнее исследование показывает, что рыба может переносить токсины на большие расстояния.

Ученые разработали эту гипотезу, когда в отдаленном озере в Швеции таинственным образом были обнаружены токсины. Группа ученых из Лундского университета выдвинула гипотезу, что лосось накапливал и хранил токсины в своих жировых тканях, когда находился в Балтийском море. Лосось мигрировал вверх по течению, нерестился, а затем умирал в озере, выделяя токсины по мере разложения их тел.

Чтобы проверить эту гипотезу, ученые отправились на Аляску, где провели эксперимент в двух соседних озерах, Лоуэр-Фиш-Лейк и Раунд-Тэнгл-Лейк. Нижнее рыбное озеро открыто для мигрирующего лосося, а озеро Раунд-Тэнгл закрыто для мигрирующего лосося из-за многочисленных водопадов и порогов. В обоих озерах обитает мелкая рыбка – арктический хариус. Икра рыбы составляет большую часть ее рациона. Когда ученые исследовали арктического хариуса из обоих озер, у арктического хариуса в Нижнем озере Фиш-Лейк концентрация токсинов была более чем в два раза выше, чем у арктического хариуса в озере Раунд-Тэнгл. Поскольку оба озера подвержены одинаковым уровням загрязнения воздуха, разница в уровнях токсинов, обнаруженных у арктического хариуса, должна быть связана с другими факторами.

В родственном эксперименте ученые поймали лосося во время его миграции и проверили его жировые ткани на наличие токсинов. Несмотря на то, что запасы жировой ткани постепенно израсходовались, уровень токсинов оставался примерно одинаковым на протяжении всего 400-километрового пути вверх по Медной реке от залива Аляска до Лоуэр-Фиш-Лейк. Вместо того чтобы метаболизировать токсины, лосось хранил их в других тканях тела, которые также содержат жир, а также в икре.

Оба этих исследования подтверждают гипотезу о том, что мигрирующий лосось может переносить загрязняющие вещества в новые районы.

Согласно отрывку, какой вопрос задают исследователи Лундского университета?

1. Каковы миграционные привычки лосося на Аляске и в Швеции?
2. Влияет ли повышение уровня загрязнения воздуха на миграцию лосося?
3. Каков рацион арктического хариуса и мигрирующего лосося, обитающих в двух озерах Аляски?
4. Ответственны ли мигрирующие лососи за перенос токсинов из моря в пресноводные озера?

История клеточной биологии

Клеточная теория или клеточная доктрина утверждает, что все организмы состоят из сходных единиц организации, называемых клетками. Эта концепция была официально сформулирована в 1839 году Шлейденом и Шванном и до сих пор остается основой современной биологии. Эта идея предшествует другим великим парадигмам биологии, включая теорию эволюции Дарвина (1859 г.), законы наследственности Менделя (1865 г.) и создание сравнительной биохимии (1940 г.).

Первые клетки, замеченные в Корке

В то время как изобретение телескопа сделало Космос доступным для человеческого наблюдения, микроскоп открыл меньшие миры, показав, из чего состоят живые формы. Келья была впервые обнаружена и названа Робертом Гуком в 1665 году. Он заметил, что она была странно похожа на целлулу или небольшие комнаты, в которых жили монахи, отсюда и название. Однако на самом деле Гук видел мертвые клеточные стенки растительных клеток (пробки), как они выглядели под микроскопом. Описание этих клеток Гуком было опубликовано в Микрография . Клеточные стенки, наблюдаемые Гуком, не давали никаких указаний на ядро ​​и другие органеллы, обнаруженные в большинстве живых клеток. Первым человеком, увидевшим живую клетку под микроскопом, был Антон ван Левенгук, который в 1674 году описал водоросль Spirogyra. Ван Левенгук, вероятно, тоже видел бактерии.

Формулировка клеточной теории

В 1838 году Теодор Шванн и Матиас Шлейден наслаждались послеобеденным кофе и рассказывали о своих исследованиях клеток. Было высказано предположение, что, когда Шванн услышал, как Шлейден описывает растительные клетки с ядрами, он был поражен сходством этих растительных клеток с клетками, которые он наблюдал в тканях животных. Двое ученых немедленно отправились в лабораторию Шванна, чтобы посмотреть на его препараты. Шванн опубликовал свою книгу о животных и растительных клетках (Schwann 1839).) в следующем году, трактат, лишенный признания чьего-либо вклада, в том числе вклада Шлейдена (1838 г.). Он обобщил свои наблюдения в три вывода о клетках:

1. Клетка — единица структуры, физиологии и организации живых существ.
2. Клетка сохраняет двойное существование как отдельная сущность и строительный блок в конструкции организмов.
3. Клетки формируются путем образования свободных клеток, подобно образованию кристаллов (самопроизвольное зарождение).

Сегодня мы знаем, что первые два постулата верны, а третий явно ошибочен. Правильная интерпретация образования клеток путем деления была, наконец, поддержана другими и официально сформулирована в мощном изречении Рудольфа Вирхова Omnis Cellula e Cellula : «Все клетки возникают только из ранее существовавших клеток».

Современная клеточная теория

1. Все известные живые существа состоят из клеток.
2. Клетка является структурной и функциональной единицей всего живого.
3. Все клетки происходят из ранее существовавших клеток путем деления. (самопроизвольного зарождения не происходит).
4. Клетки Содержит наследственную информацию, которая передается от клетки к клетке во время клеточного деления.
5. Все клетки в основном одинаковы по химическому составу.
6. Весь поток энергии (метаболизм и биохимия) жизни происходит внутри клеток.

Как и быстрый рост молекулярной биологии в середине 20-го века, исследования в области клеточной биологии резко возросли в 19-м веке.50-е годы. Стало возможным поддерживать, выращивать и манипулировать клетками вне живых организмов. Первая непрерывная клеточная линия, которая была культивирована таким образом, была получена в 1951 году Джорджем Отто Геем и его коллегами из клеток рака шейки матки, взятых у Генриетты Лакс, которая умерла от рака в 1951 году. Клеточная линия, которую в конечном итоге назвали клетками HeLa, стали переломным моментом в изучении клеточной биологии, подобно тому как открытие структуры ДНК стало значительным прорывом в молекулярной биологии.

На волне прогресса в изучении клеток в предстоящее десятилетие были определены минимальные требования к средам для клеток и разработаны методы стерильных культивирования клеток. Этому также способствовали предшествующие достижения в области электронной микроскопии и более поздние достижения, такие как разработка методов трансфекции, открытие зеленого флуоресцентного белка у медуз и открытие малых интерферирующих РНК (миРНК), среди прочего.

Изучение структуры и функций клеток продолжается и сегодня в области биологии, известной как цитология. Достижения в оборудовании, включая цитологические микроскопы и реагенты, позволили этой области прогрессировать, особенно в клинических условиях.

A Хронология

1595 – Янсену приписывают первый составной микроскоп
1655 – Гук описал «клетки» в пробке.
1674 – Левенгук открыл простейших. Он видел бактерии около 9лет спустя.
1833 – Браун описал клеточное ядро ​​в клетках орхидеи.
1838 – Шлейден и Шванн предложили клеточную теорию.
1840 – Альбрехт фон Рёлликер понял, что сперматозоиды и яйцеклетки также являются клетками.
1856 – Н. Прингшейм наблюдал, как сперматозоид проникает в яйцеклетку.
1858 – Рудольф Вирхов (врач, патологоанатом и антрополог) излагает свое знаменитое заключение: omnis Cellula e Cellula , то есть клетки развиваются только из существующих клеток [клетки происходят из ранее существовавших клеток]
1857 – Колликер описал митохондрии.
1879 – Флемминг описал поведение хромосом во время митоза.
1883 – Зародышевые клетки гаплоидны, хромосомная теория наследственности.
1898 – Гольджи описал аппарат Гольджи.
1938 – Беренс использовал дифференциальное центрифугирование для отделения ядер от цитоплазмы.
1939 – компания Siemens выпустила первый коммерческий просвечивающий электронный микроскоп.
1952 – Гей и его коллеги создали непрерывную линию клеток человека.
1955 – Игл систематически определял пищевые потребности клеток животных в культуре.
1957 – Мезельсон, Шталь и Виноград разработали центрифугирование в градиенте плотности в растворах хлорида цезия для разделения нуклеиновых кислот.
1965 – Хэм представил определенную бессывороточную среду. Cambridge Instruments выпустила первый коммерческий сканирующий электронный микроскоп.
1976 – Сато и его коллеги публикуют статьи, показывающие, что разные клеточные линии требуют разных смесей гормонов и факторов роста в бессывороточных средах.
1981 – Производство трансгенных мышей и дрозофил. Создана линия эмбриональных стволовых клеток мыши.
1995 – Циен идентифицирует мутант GFP с улучшенными спектральными свойствами
1998 – Мышей клонируют из соматических клеток.
1999 – Гамильтон и Баулкомб обнаружили миРНК как часть посттранскрипционного сайленсинга генов (PTGS) у растений

Ссылки:

• Знаковые статьи по клеточной биологии: избранные исследовательские статьи, посвященные сорокалетию Американского общества клеточной биологии. 2000. Издательство лаборатории Колд-Спринг-Харбор.
• Маццарелло П. Объединяющая концепция: история клеточной теории. Nat Cell Biol. 1999. 1(1):E13-5.

Поделитесь этим со своей сетью:

Автор Дэн Роудс

Origins of Life I | Биология

• Закладка
• Глоссарий терминов

Работа Дарвина и Уоллеса во многом помогла ответить на вопрос о том, как со временем эволюционировали виды. Теория естественного отбора предоставила механизм, с помощью которого сложные формы жизни, включая человека, могли возникнуть из более простых организмов. Но при этом оставался открытым более сложный вопрос, а именно, каково происхождение самой жизни? Это один из самых сложных вопросов в науке, даже сегодня , когда можно с уверенностью сказать, когда на Земле появилась жизнь.

Микроскопические окаменелости, называемые строматолитами, и остатки сообществ микроорганизмов, называемых микробными матами, позволяют предположить, что на Земле 3,5 миллиарда лет назад обитали микроорганизмы (рис. 1). Кроме того, наличие определенных изотопов углерода в некоторых метаморфических породах Гренландии говорит ученым о том, что какая-то жизнь могла существовать 3,8 миллиарда лет назад. Это означает, что от 700 миллионов до одного миллиарда лет после образования Земли на ней уже существовала жизнь. Это имеет смысл, потому что соответствует времени, когда планета достигла достаточно низкой температуры, чтобы могла выжить любая жизнь. Но оттачивание времени появления жизни на этой планете еще ничего не говорит нам как возникла жизнь.

Рисунок 1: Строматолиты в слоях Соегинины в Эстонии, демонстрирующие характерную слоистую структуру из-за срастания микробных матов. image © Mark A. Wilson

С доисторических времен люди искали в основном духовные ответы на этот вопрос. У костров в каменном веке каждая зарождающаяся культура рассказывала и пересказывала истории о том, как боги создали жизнь из какого-то неживого материала, будь то грязь, глина, камень или солома. Детали древних историй о творении заметно менялись с течением времени, но религия по-прежнему оставалась способом мышления в эпоху Дарвина, когда речь шла о зарождении самой жизни. Дарвин действительно рассматривал происхождение жизни и предположил, что она возникла в теплом пруду. Он предположил, что фосфорные соли и аммиак в пребиотическом пруду каким-то образом химически изменились под воздействием тепла, света и электричества, что привело к синтезу органических соединений, необходимых для образования первых живых клеток. Дарвин не был химиком, и это было очень поверхностное предположение о добиотической химии Земли. Это резко контрастировало с подробным и систематическим подходом дарвиновской теории естественного отбора.

Тем не менее, идея пруда была началом. Несмотря на то, что они жили в обществе, которое почти повсеместно предполагало, что у Земли есть разумный создатель, ученые во времена Дарвина уже привыкли рассматривать возможность зарождения жизни без вмешательства богов. Идея называлась спонтанным зарождением, и, хотя она уже была хорошо установлена ​​ко времени Дарвина, она восходит ко временам древних греков.

Ранние мыслители

Около 2600 лет назад в ионийском городе Милете (рис. 2) естествоиспытатель Анаксимандр (ок. 610–546 до н. э.) размышлял о том, как человеческие младенцы рождались совершенно беспомощными. Без родителей у молодых людей не было шансов выжить, и состояние беспомощности продолжалось годами. Эта реальность создавала дилемму при рассмотрении первого поколения людей, которое, как предполагал Анаксимандр, должно было появиться в младенчестве. Анаксимандр рассуждал, что для того, чтобы вырасти и родить собственных детей, человеческие предки в очень далеком прошлом должны были быть более независимыми в младенчестве. Должно быть, они больше походили на некоторых других животных, детеныши которых рождаются готовыми выжить самостоятельно.

Рисунок 2: Расположение Милета на западном побережье Анатолии, которая сейчас является частью современной Турции. Милет был домом трех античных философов: Фалеса, Анаксимандра и Анаксимена.

Рассматривая различных животных, Анаксимандр решил, что предками людей должны быть рыбы. В отличие от млекопитающих, которым для начала жизни нужны были матери, рыбы просто выходят из икры и либо умирают, либо выживают. Это означает, что далекие предки человека могли выжить в младенчестве, если бы они были больше похожи на рыб, чем на людей.

Еще во времена Анаксимандра люди видели скелеты давно умерших существ. Окаменелости вымершей жизни были обнаружены задолго до того, как палеонтологи начали их искать. Древние греки жили у моря, и часто море вымывало скелеты или размывало землю, обнажая погребенные кости. Живя в этой среде, Анаксимандр имел общее представление об анатомии скелета и о том, чем он похож и чем отличается у людей и других животных. Из-за этого он решил, что переход от рыб к людям должен был быть постепенным. Другими словами, люди произошли от рыб в процессе эволюции.

Поскольку Анаксимандр не предложил никакой идеи о том, как произошла очевидная эволюция от рыбы к человеку, это не была ранняя форма дарвиновской теории естественного отбора. Но это было началом мысли о том, что жизнь на Земле началась с маленьких организмов. Идея Анаксимандра быстро привела к идее о том, что мелкие организмы возникли в результате естественного процесса из неживой материи, такой как ил на дне моря.

В течение следующих столетий греческие мыслители, такие как Анаксимен (588–524 гг. до н. э.), Ксенофан (576–480 гг.), Эмпедокл (495–435 гг.), Демокрит (460–370 гг.) и, наконец, Аристотель (384–322 гг.), разработали и модифицировали идею самозарождения, чтобы она соответствовала тому, что люди часто наблюдали на суше. Фермеры, оставившие зерно в открытой таре, заметили, что довольно скоро появились мыши, как будто зерно породило мышей. Люди, оставившие мясо без присмотра, вернулись и обнаружили личинок, заражающих мясо, как будто мясо порождало личинок.

Контрольная точка понимания

Какое наблюдение побудило Анаксимандра предположить, что люди произошли от рыб?

• a.Рыбы не зависят от времени вылупления.

• б.б) Между людьми и рыбами есть много общего.

Испытание спонтанного зарождения

К 18 и 19 векам старая греческая идея самозарождения прочно укоренилась в умах всех, кто осмелился думать, что для зарождения жизни могли не потребоваться боги. И живя в то время, когда наука достигла зрелости, некоторые ранние современные мыслители стали относиться к самозарождению не как к философии, а как к научной гипотезе. Постепенно они начали подвергать эту идею научным экспериментам.

Первая попытка проверить спонтанное зарождение была предпринята в 17 веке, когда итальянский ученый Франческо Реди (ок. 1626–1697) внимательно изучил феномен мясных личинок. Оставив мясо в открытой банке, он заметил, что личинки действительно появились, и что личинки затем превратились в мух, которые затем улетели. Однако, когда он оставил мясо в закрытой банке, личинки не появились. Не появились личинки и тогда, когда он оставил мясо в банке, накрытой сеткой — предосторожность, которую он предпринял на тот случай, если спонтанному зарождению по какой-то причине потребуется свежий воздух. Используя терминологию современной науки, мы говорим, что покрытая сеткой банка «контролировала» возможность того, что для спонтанного зарождения требуется свежий воздух (рис. 3).

Рисунок 3: Эксперимент Франческо Реди по самопроизвольному зарождению с использованием банок с мясом. В первой банке с мясом, запечатанным внутри пробкой, опарыши на мясе не появлялись; во второй банке, закрытой сеткой, на мясе также не появились опарыши; но в третьей банке, без крышки, на мясе появились личинки и превратились в мух.

Поскольку сетчатое покрытие препятствовало появлению личинок, это означало, что личинки происходят не от самопроизвольного зарождения, а просто из яиц взрослых мух. По стандартам экспериментальных методов в современной науке это был рудиментарный эксперимент, но он был настолько хорош, насколько это было возможно с помощью оборудования, доступного во времена Реди.

Несмотря на результат своего эксперимента с личинками, Реди по-прежнему считал, что более мелкие существа, называемые «желчными насекомыми», возникли в результате спонтанного зарождения. В то же время развивающееся изобретение, микроскоп, позволило ученым сосредоточиться на существах еще мельче: на микроорганизмах. С помощью своего микроскопа английский экспериментатор Джон Нидхэм заметил, что мясные бульоны кишат микроорганизмами, поэтому он проверил самопроизвольное зарождение (см. наш модуль «Эксперименты в научных исследованиях»). Нидхэм нагрел бутылку с бульоном, чтобы убить все микроорганизмы, и оставил бутылку на несколько дней. Затем он посмотрел бульон под микроскопом и обнаружил, что, несмотря на более раннее нагревание, в бульоне снова присутствуют микроорганизмы (рис. 4а).

Рисунок 4a: Эксперимент Нидхема по самопроизвольному зарождению. Нидхэм нагрел бульон, оставил его открытым на несколько дней, а затем обнаружил в жидкости микроорганизмы.

По мнению Нидхема, это открытие предполагало, что безжизненный бульон породил жизнь. Но другой ученый, итальянец по имени Ладзаро Спалланцани, считал, что Нидхэм, должно быть, сделал что-то не так. Возможно, он не нагревал бульон до достаточно высокой температуры или достаточно долго. Чтобы выяснить это, Спалланцани провел собственный эксперимент. Он вскипятил бульон в двух бутылях, одну бутылку оставил открытой, а другую закрытой, и обнаружил, что новые микроорганизмы появляются только в открытой бутылке. Его вывод: микроорганизмы попали в бутылку по воздуху; они не генерировались спонтанно в бульоне (рис. 4b).

Рисунок 4b: Спалланцани провел эксперимент Нидхэма, но также проверил бутылку с бульоном, закрытую после кипячения. Он обнаружил, что в закрытой бутылке не росли микроорганизмы.

Эксперименты, которые, казалось бы, доказывали или опровергали самозарождение жизни, продолжались еще одно столетие. Из-за разницы между закрытыми и открытыми сосудами аргументы были сосредоточены на возможности того, что для спонтанного зарождения жизни может потребоваться свежий воздух. Таким образом, нехватка воздуха в закрытой бутылке Спалланцани могла быть фактором, искажающим результаты. Эта возможность привлекла внимание 19Самый известный микробиолог ^-го -го века: современник Дарвина Луи Пастер.

Пастер был привлечен к этой проблеме, но однажды он понял, что ему необходимо контролировать возможность того, что воздух необходим для создания жизни из неживой материи. Для этого он сконструировал фляги с длинными, специально изогнутыми, лебедиными горлышками. Это позволяло подвергать стерилизованный бульон свежему воздуху снаружи, но любые микроорганизмы из воздуха задерживались в луже воды на горлышке. (Дополнительную информацию о планировании экспериментов см. в нашем модуле «Эксперименты в научных исследованиях».)

Стерилизованные бульоны в специальных колбах Пастера не заражались микроорганизмами, несмотря на то, что находились на свежем воздухе (рис. 5). Итак, по прошествии более чем 24 столетий гипотеза самозарождения была окончательно покончена.

Рисунок 5: Колбы Пастер разработал с длинными лебедиными горлышками, которые позволяли стерилизованному бульону взаимодействовать со свежим воздухом, но задерживали микроорганизмы в изогнутой горловине колбы.

Это означало, что ученые больше не думали, что микроорганизмы или мелкие животные могут внезапно появиться без родителей, но это не мешало людям думать о жизни, возникающей из неживой материи. Публикация Пастером результатов его экспериментов, опровергающих спонтанное зарождение микроорганизмов, пришлась на тот же год, что и Дарвин.0044 Происхождение видов . Это сделало для парадокса. Ученые всего мира были совершенно уверены в том, что эволюция действительно имела место, что все современные виды в конечном счете произошли от ранее существовавших живых форм. Однако, что касается вопроса о том, как вообще зародилась жизнь, ученые только что опровергли единственное имевшееся у них объяснение.

Идея пруда Дарвина была полностью спекулятивной. Не было возможности проверить это так, как он проверял естественный отбор годами наблюдений за многочисленными видами. Итак, когда дело дошло до зарождения самой жизни, ученые дарвиновской эпохи оказались в тупике. Все, что они могли сделать, это поднять руки или списать это на истории сотворения их религий.

Контрольный пункт понимания

Опыты Спалланцани с бульоном в бутылках показали, что микроорганизмы

• а. появилось самопроизвольное образование в закрытой бутылке с бульоном.

• б. поступил в бульон из воздуха вне бутылки.

Старые и новые идеи

Помимо самозарождения, древние греки выдвинули еще одну идею происхождения жизни на Земле: панспермию. Ионийский грек по имени Анаксагор (510–428 гг. до н. э.) считал, что жизнь прибыла на Землю в виде рассады, пришедшей из космоса из других миров. Часто люди думают о панспермии как об альтернативе идее возникновения жизни из неживой материи, но на самом деле это не так. Вместо этого панспермия лишь перемещает зарождение жизни с Земли на другую планету или луну и еще дальше назад во времени. Таким образом, после опровержения Пастером самопроизвольного зарождения мотивация определить, как зародилась жизнь, стала сильнее, чем когда-либо.

В конце 19 века английский биолог Томас Генри Хаксли (1825–1895) ввел термин абиогенез для описания форм жизни, возникающих из неживых химических систем. При первом прослушивании этого термина может показаться, что абиогенез — это просто более современный взгляд на спонтанное зарождение, но между ними есть существенная разница. Идея спонтанного зарождения заключалась в том, что определенные материалы, будь то мясо, зерно или грязь, способны постоянно производить какое-то существо. Хаксли имел в виду химические реакции жизни, медленно возникающие на ранней Земле в течение длительного периода времени. Хаксли знал, что смесь должна быть более сложной, чем дарвиновские соли аммиака и фосфора, но не пытался вдаваться в подробности. Однако каким-то образом он полагал, что оптимальная смесь простых химических веществ порождает сложные химические вещества, необходимые для жизни, такие как ферменты и самые ранние живые клетки.

Контрольная точка понимания

Абиогенез — это просто другое название спонтанного зарождения.

• правда

• б. Ложь

Абиогенез

Что же касается того, как мог происходить абиогенез на первичной Земле, то серьезные размышления об этом начались еще в 19 веке.20-х годов с двумя учеными, работающими совершенно независимо друг от друга.

В 1922 году русский биохимик Александр Опарин прочитал лекцию о происхождении жизни, которая была издана брошюрой в 1924 году. В течение нескольких лет брошюра не переводилась с родного русского языка Опарина, поэтому его идеи были неизвестны за пределами СССР. Тем временем британский биохимик Джон Бердон Сандерсон Холдейн (обычно известный под инициалами JBS Haldane) работал над аналогичными идеями. В отличие от своего российского коллеги, Холдейн и его работа были чрезвычайно заметны. Он был великим популяризатором науки, сделав для начала 20 века то, что позднее сделал астроном Карл Саган, сделав науку понятной и увлекательной для широких масс. Холдейн работал во многих областях науки о жизни. Он был автором десятков научных работ и провел много времени, объясняя свою работу и ее важность людям, не относящимся к научному миру.

В связи с другими вопросами биологии Холдейн работал с ферментами, которые, по его мнению, находились на границе между живой и неживой химией. Следовательно, он предположил, что абиогенез происходил через сложный механизм, включающий ферменты и вирусы. Ко времени Холдейна ученые выяснили, что атмосфера изначальной Земли была восстановленной атмосферой. Это означает, что он содержал восстановленные химические соединения углерода, такие как метан, в отличие от окисленных химических соединений, таких как углекислый газ (который мог бы присутствовать, но в гораздо меньших количествах по сравнению с метаном). Он также содержал водород, аммиак, немного водяного пара и, что важно, не содержал кислорода.

Кислород может поступать только от организмов, осуществляющих фотосинтез для производства собственной пищи. Такие организмы называются автотрофами. Холдейн полагал, что первые клетки должны были быть гетеротрофами, организмами, питающимися из окружающей среды. Метан — это газ, но другие простые органические соединения, сделанные из него, жидкие и должны были выпасть на раннюю Землю. Они накапливались в виде лужиц жидкости на поверхности, образуя своего рода органический бульон, который стал известен как «суп Холдейна» (рис. 6).

Рисунок 6: Изображение Большого призматического источника в Йеллоустонском национальном парке, среда, похожая на органический «суп», предложенный Холдейном. не хватало озонового слоя, чтобы блокировать мощное ультрафиолетовое излучение из космоса. Холдейн предположил, что ультрафиолетовое излучение из космоса вместе с молниями, постоянно попадающими в первичный органический бульон, доставляло энергию различным простым органическим соединениям. Это привело к разрыву и преобразованию химических связей между атомами молекул, созданию новых и разных молекул, что привело к чрезвычайно большим и сложным органическим молекулам. Холдейн предположил, что это происходило в течение миллионов лет, пока, наконец, не возникла молекула, которая могла грубо копировать себя, используя другие молекулы в «бульоне» в качестве строительных блоков.

Молекулы, которые копировали лучше, чем их соседи, размножались и постепенно доминировали в супе. Некоторые из этих самокопирующихся молекул оказались окружены своего рода барьером, предшественником того, что мы называем мембраной. Это происходило случайно, поэтому это было очень редко, но когда это происходило, объяснил Холдейн, замкнутые самокопирующиеся молекулы имели огромное преимущество в выживании. Так они пришли к господству, съели суп, и жизнь началась.

Идея Холдейна была чисто гипотетической. Ее еще никто не проверял, но она была гораздо более сложной, чем идея дарвиновской фосфорной соли. Более того, это полностью соответствовало состоянию науки 1920-х и 30-х годов в отношении химии ранней Земли. Затем, в 1936 году, произведение Опарина было наконец переведено с русского языка. Оказалось, что он предлагал почти то же самое, что и Холдейн, поэтому эта идея стала известна как гипотеза Опарина-Холдейна.

Контрольная точка понимания

На изначальной Земле не было озонового слоя, потому что в атмосфере не было ________.

• метан

• б.кислород

Помещение древней Земли в лабораторию

Что касается проверки гипотезы Опарина-Халдейна, то эта роль досталась аспиранту Стэнли Миллеру. В начале 1950-х годов Миллер искал проект диссертации на химическом факультете Чикагского университета. В 1952 году его академический наставник, профессор и лауреат Нобелевской премии Гарольд Юри предложил ему проверить происхождение живых молекул. Это означало воссоздание атмосферы, которая, по мнению ученых, существовала на древней Земле: водород, метан, аммиак и вода. Это также означало создание того, что, по мнению Холдейна, подготовило почву для создания более сложных молекул, необходимых для жизни: молнии и ультрафиолетового света.

Когда древняя атмосфера была создана и помещена в колбу, Миллер и Юри подвергли смесь мощному ультрафиолетовому излучению. Они также помещали электроды внутрь колбы и пропускали через аппарат электрический ток, создавая искры для имитации молнии, которая взаимодействовала с газами в колбе. Через несколько дней проверили содержимое жидкости, скопившейся на дне аппарата (рис. 7). Они обнаружили, что были созданы различные молекулы, в том числе различные важные биологические молекулы, такие как аминокислоты глицин, аланин и валин. Они проводили эксперимент снова и снова, и в зависимости от того, как менялась газовая смесь, создавались различные разновидности аминокислот и других биологических молекул. Это показало, что биологически важные молекулы могут образовываться на планете в абиотических условиях.

Рисунок 7: Эксперимент Миллера и Юри по проверке гипотезы Опарина-Халдейна путем воссоздания атмосферы ранней Земли и добавления ультрафиолетового света и электрических токов.

С годами, пока Миллер продвигался по карьерной лестнице, ученые, изучающие планетарные атмосферы и древнюю Землю, сомневались в изначальной атмосфере Земли. Возможно, в нем не преобладали метан, водород и аммиак, и, возможно, он мог быть более окисленным, чем восстановленным. Но по мере того, как теории о древней атмосфере уточнялись, Миллер пробовал варианты своего первоначального эксперимента с отрегулированными газовыми смесями. Хотя химические продукты менялись с каждой новой смесью, в каждом случае они включали соединения, жизненно важные для жизни, такие как аминокислоты или азотистые основания, строительные блоки, необходимые для создания ДНК и РНК. Возникший ответ, казалось, заключался в том, что почти независимо от точной смеси и условий в результате должны получиться сложные органические молекулы.

Контрольная точка понимания

Что образовалось, когда электрические искры возникли в колбе с водородом, метаном, аммиаком и водой?

• а. аминокислоты

• б.личинки

После эксперимента Миллера-Юри: изучение белков и мембран

В то время как идеи о первичной атмосфере Земли постоянно менялись с 1970-х годов, исследования НАСА внешней части Солнечной системы выявили некоторые удивительные вещи о лунах, вращающихся вокруг Юпитера и Сатурна. В частности, космические зонды Voyager 1 , Voyager 2 и Cassini , а также зонд Huygens для входа в атмосферу Титана, спутника Сатурна, выявили точный состав атмосферы Титана. Это вдохновило других ученых, таких как Карл Саган, на переделку 19 Миллера.52 эксперимента с атмосферной смесью Титана. Это также произвело важные биологические соединения. Таким образом, сегодня спутник Титан является главным объектом астробиологических исследований в Солнечной системе. У него могут быть экзотические формы жизни, или он может быть моделью того, какой была Земля до появления жизни.

Через несколько лет после первоначального эксперимента Миллера-Юри другой исследователь, Сидни Фокс, провел эксперименты, показавшие, что некоторые из соединений Миллера-Юри — аминокислоты — могут соединяться вместе, образуя полимеры, более крупные молекулы, известные как пептиды, или небольшие белки. . Это произошло, когда аминокислоты, полученные по механизму Миллера-Юри, были разбрызганы на поверхности глины и других материалов в жарких и сухих условиях. На древней Земле такие условия сложились бы на границе между древними водоемами или морями и древней землей. При достаточном количестве времени могут возникнуть сложные белки.

Позже другие исследователи обнаружили, что сферы липидов (класс органических молекул, включающий жиры) также могли формироваться в условиях, которые, как считается, существовали на древней Земле. Это создало бы водную среду внутри сферы, которая была отделена от внешней среды. Другими словами, необработанные мембраны могут образовываться спонтанно в тех же условиях, в которых могут образовываться биологические соединения, такие как аминокислоты и небольшие белки. Тот факт, что мембраны могут образовываться спонтанно, является ключом к исследованию происхождения жизни. Это связано с тем, что для перехода от неживой химии к биологии должны возникнуть очень сложные сети химических реакций. Подобно машине, собираемой на конвейере, биологические молекулы собираются по частям. Они также превращаются в разные молекулы по частям, поэтому существует ряд промежуточных химических веществ в дополнение к исходной молекуле (называемой субстратом) и конечному продукту каждой реакции.

В открытой среде, такой как первобытный бульон Холдейна, или в океане, различные промежуточные продукты просто диффундируют, прежде чем химический путь получит возможность эволюционировать. Но мембрана заключала бы в себе все химические вещества внутри отсека. Затем это отделение будет действовать как химическая лаборатория, удерживая внутри любые возникающие реакции. Поскольку мы знаем, что мембранные сферы могут образовываться спонтанно, первичный бульон ранней Земли должен был иметь миллиарды этих маленьких химических лабораторий, в которых бурлила химия жизни.

Контрольный пункт понимания

Почему мембраны так важны для изучения происхождения жизни?

• а. Без мембран не могут образовываться аминокислоты.

• b. Мембраны заключают в себе химические вещества, поэтому могут происходить реакции.

Переезд в мир ДНК

Демонстрация того, что биологические молекулы и мембраны могут возникать в абиотической среде, не является демонстрацией возникновения жизни. Он показывает только то, что могло произойти при переходе от неживой химии к окончательному формированию жизни. Однако это показывает, что необходимая стадия абиогенеза — самопроизвольное появление сложных органических молекул — не только возможна, но и вероятна при правильных условиях. означает, что любая случайная, очень большая органическая молекула с большим количеством атомов азота, кислорода и фосфора может обладать некоторой ферментативной способностью — просто по счастливой случайности. то есть иметь возможность катализировать химические реакции.

Некоторые наборы реакций, катализируемых молекулой, могут привести к тому, что молекула создаст свою копию. Таким образом, при большом количестве строительных материалов в бульоне Холдейна со временем, вполне вероятно, появятся самовоспроизводящиеся молекулы. Первая самовоспроизводящаяся молекула обладала лишь грубой копирующей способностью. Но поскольку она не будет копировать себя в точности, каждая новая «копия» будет немного отличаться от «родительской» молекулы. Случайным образом вновь скопированная молекула может иметь способность копировать немного лучше, чем молекула, которая ее создала. Тогда естественный отбор будет работать для неживых химических молекул подобно тому, как Дарвин описал его работу для живых организмов. Те молекулы, которые копируют лучше, будут делать больше копий, используя строительные блоки, полученные в результате распада других молекул, которые не могут так хорошо копировать себя.

Самокопирующиеся молекулы, заключенные в мембраны, будут работать еще лучше, потому что они будут удерживаться близко друг к другу с другими химическими веществами. Но для того, чтобы жизнь действительно зародилась, должна была существовать молекула, обладающая чрезвычайно хорошей копирующей способностью. Сегодня есть такая молекула: ДНК. Однако ДНК невероятно сложна, и это создает дилемму типа курицы и яйца.

В 19В 80-х годах ученые начали понимать, что не все ферменты являются белками. Ученые исследовали некоторые клеточные компоненты, называемые рибосомами, и обнаружили, что они состоят из белка и РНК. Странным было то, что некоторые молекулы РНК на самом деле работают как ферменты. Они могут катализировать химические изменения в себе и в других молекулах РНК.

Как и ДНК, РНК может содержать генетическую информацию, но РНК менее сложна, чем ДНК (рис. 8). Следовательно, гипотеза под названием «мир РНК» была предложена независимо тремя разными исследователями: Лесли Оргелом, Фрэнсисом Криком и Карлом Вёзе. Это краеугольный камень в исследованиях происхождения жизни сегодня. Идея состоит в том, что РНК появилась на Земле раньше ДНК и была генетическим материалом в первых клетках (или в первых клетках в другом мире, если жизнь зародилась где-то еще).

Рисунок 8: Сравнение рибонуклеиновой кислоты (РНК) и дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК).

Сегодня ни одна известная бактериальная клетка или другая полноценная форма жизни не использует РНК так, как мы используем ДНК, в качестве молекулы-хранилища генетической информации. Но есть РНК-содержащие вирусы. Не все вирусы являются РНК-вирусами; некоторые используют ДНК для хранения генетических инструкций, как это делают наши клетки. Но если РНК подходит как единственный генетический материал в некоторых вирусах, легко представить, что РНК также является единственным генетическим материалом в ранней бактерии или другом одноклеточном существе, которое могло существовать на ранней Земле.

Нетрудно представить, как мог произойти переход от РНК к ДНК. Как и в случае с эволюцией всего остального, здесь были бы ошибки. В современных живых организмах ДНК хранит генетическую информацию в течение длительного времени, а последовательности ДНК транскрибируются в последовательности РНК, которые затем используются для объединения последовательностей аминокислот в белки (см. наш модуль «Экспрессия генов: обзорный модуль»). По сути, ДНК — это дополнительный слой за пределами РНК и белков, из которых состоит РНК. Последовательности РНК могли быть генами до того, как ошибка создала ДНК. Будучи химически более стабильной, чем РНК, ДНК взяла на себя работу по хранению генетической информации. Это дало РНК возможность лучше переводить генетическую информацию в белки.

Это был бы огромный шаг в эволюции жизни. Это также означало бы, что жизнь возникла не сразу. Скорее, абиогенез происходил поэтапно или поэтапно во время добиотической химической эволюции. Таким образом, сущности должны были существовать в диапазоне от неживых до живых, точно так же, как современные вирусы обладают характеристиками как живых, так и неживых существ. Мы не знаем точного пути абиогенеза, но ученые разработали каждый из основных шагов, необходимых для перехода от неживой химии к самоподдерживающимся клеткам. Важно отметить, что ученые также провели лабораторные эксперименты, демонстрирующие, что каждый шаг возможен. В отличие от дней Анаксимандра, Дарвина или даже Холдейна, для абиогенеза не существует больших пробелов или теоретических барьеров. У ученых есть хорошее представление о том, как это могло произойти. Тем не менее, с точки зрения деталей каждого основного шага, именно здесь наука сейчас сосредоточена на получении некоторых ответов.

Резюме

С доисторических времен люди задумывались о том, как возникла жизнь. В этом модуле описываются исторические исследования происхождения жизни, в том числе эксперименты Луи Пастера, которые опровергли давнюю идею самозарождения, а также более поздние исследования, показывающие, что появление биологических молекул из неживой среды — или абиогенез — не только возможно, но, вероятно, при правильных условиях.

Ключевые понятия

• Теории о происхождении жизни столь же древние, как и человеческая культура. Греческие мыслители, такие как Анаксимандр, считали, что жизнь возникла в результате спонтанного зарождения, идеи о том, что маленькие организмы спонтанно зарождаются из неживой материи.

• Теория самозарождения подвергалась сомнению в 18 и 19 веках, когда ученые проводили эксперименты по выращиванию микроорганизмов. Луи Пастер, проведя эксперименты, показавшие, что воздействие свежего воздуха является причиной роста микроорганизмов, фактически опроверг теорию спонтанного зарождения.

• Абиогенез, теория о том, что жизнь возникла из неживых химических систем, заменила спонтанное зарождение в качестве ведущей теории происхождения жизни.

• Холдейн и Опарин предположили, что «суп» органических молекул на древней Земле был источником строительных блоков жизни. Эксперименты Миллера и Юри показали, что вероятные условия на ранней Земле могли создать необходимые органические молекулы для появления жизни.