Процесс научного познания. Гипотеза и теория

Вид материала

Документы

Содержание Билет 40  происхождение и эволюция человека

Подобный материал:

• Концепция рефлексивности 13 Классический процесс научного познания 13 Процесс научного, 2050.76kb.
• Тема 14. Наука и её социокультурный статус (2 часа), 4.96kb.
• План специфика научного познания. Научная рациональность. Научные революции и смена, 93.97kb.
• Б. 1 Философские проблемы технических наук, 1121.17kb.
• Методические указания к семинарским занятиям и самостоятельной работе по курсу «философские, 172.96kb.
• Процесс обучения как процесс познания нужно рассматривать в его противоречии, как процесс, 270.18kb.
• А. С. Яцковец методология научного познания санкт-Петербург 2008 Пономарёв Г. Н., Романенко, 2177.34kb.
• Я. И. Организация сотрудничества учащихся при обучении методам научного познания, 98.96kb.
• Рабочая программа по физике 10 -11 класс Составитель: Борщева, 1189.24kb.
• В. Н. Борисов о специфике методологического анализа научного познания, 320.31kb.

Билет 35

Происхождение жизни — один из самых сложных, трудных и в то же время интересных вопросов совре­менного естествознания. В лабораторных условиях до сих пор не удалось воспроизвести процессы возник­новения жизни такими, какими они были миллиарды лет назад.

Одна из гипотез о происхождении Земли и всей Солнечной системы, как уже отмечалось, заключается в том, что Земля и все планеты сконденсировались из космической пыли и газа, рассеянных вокруг Солнца. Во внешних областях Солнечной системы в результа­те конденсации газов образовались различные лету­чие органические соединения содержащие один из ос­новных элементов всех живых организмов — углерод. При нагревании Солнцем они вновь превращались в газ, а из некоторой их части под действием излучения образовались менее летучие вещества — углеводоро­ды (соединения углерода с водородом) и соединения азота.

Предполагается, что многоклеточные организмы родились из одноклеточных. Теорию происхождения многоклеточных организмов создал наш соотечествен­ник, выдающийся ученый И.И. Мечников (1845— 1916), лауреат Нобелевской премии по физиологии и меди­цине 1908 г. Многоклеточные организмы прошли дол­гий путь эволюции жизни, о чем свидетельствует па­леонтологическая летопись, окаменевшие страницы которой постепенно открывают тайны происхождения жизни.

Развитие эволюционной идеи. В 1836 г. молодой англичанин Чарлз Дарвин привез из кругосветного плавания огромное количество материалов, подтверж­дающих правоту его основополагающей идеи: все виды живого изменчивы, все животное и растительное царство, каким мы его знаем сегодня, — результат посте­пенного, очень длительного развития сложного орга­нического мира.

Согласно Дарвину, эволюция обусловливается тре­мя основными факторами: изменчивостью, наслед­ственностью и естественным отбором. Новые при­знаки и особенности в строении и функциях организма формируются благодаря изменчивости.

Наследствен­ность закрепляет и передает их от одного поколения к другому. Естественный отбор устраняет организмы, не приспособленные к условиям существования. Бла­годаря наследственной изменчивости и непрерывно­му естественному отбору организмы в процессе эво­люции накапливают все новые функции, что способ­ствует образованию новых биологических видов.

Происхождение жизни на Земле. Эволюция органического мира. Идея эволюции Ламарка. Основные этапы эволюции биосферы.

Существует множество гипотез по вопросу возникновения жизни на Земле:

Сторонники биогенеза полагали, что все живое произошло из живого.

сторонники абиогенеза считали, что живое возникло из неживого (мыши – из грязного белья…)

идеалисты утверждали, что все создано творцом, сознание – первично, а материя и мозг – вторичны.

материалисты считали, что мир материален, материя – причина и источник всех процессов, происх в природе.

В Средневековье многие ученые высказывались за самозарождение жизни.

Эволюция органического мира

архей (3,6 – 2,6 млрд лет тому назад)

господство одноклеточных(сине-зеленые водоросли, прокариоты)

протерозой (2,6млрд. – 600 млн. л. т. н. )

на грани архейской и протерозойской эры произ 1 период горообраз. Он привел к перераспред площадей суши и моря. Появ 1 многоклет жив. Конец эры наз веком медуз. Появ кольчатые черви.

палеозой

кембрий(680 млн. л. т. н.)

растения и животные насел в основном моря. Повыш содержние углекислого газа в атмосф способ появ 1 назем растений-псилофитов и животных:моллюски, древние членистоногие.

ордовик(490 млн. л. т. н.)

процветание всех отделов водорослей и морских беспозвоночных. Наиболее распространены трилобиты.

силур(440 млн. л. т. н.)

выход растений на сушу – появление псилофитов. Появление первых наземных беспозвоночных; в морях – первых позвоночных (бесчелюстных щитковых).

девон(400 млн. л. т. н.)

папортникообраз, первые земновод – стегоцефалы.

карбон(350 млн. л. т. н.)

расцвет земноводных, появление первых пресмыкающихся, первые крылатые насекомые, пауки, скорпионы.

пермь(280 – 230 млн. л. т. н.)

распространение голосеменных растений, развитие пресмыкающихся, насекомых.

мезозой

триас(230 млн. л. т. н.)

развитие голосеменных и пресмыкающихся(динозавры), появление первых млекопитающих, настоящих костистых рыб.

юрский(190 млн. л. т. н.)

господство голосеменных растений, появление первых птиц; первых покрытосеменных растений.

меловой(65-70 млн. л. т. н.)

распростр покрытосем растений, широкое распространение насекомых; постепенное вымирание рептилий(динозавров)

кайнозой

палеогеновый(60 млн. л. т. н.)

появление парапитеков и дриопитеков

неогеновый(25 млн. л. т. н.)

современные семейства млекопитающих, господство покрытосеменных растений

антропогеновый(2,5 млн. л. т. н.)

появление и развитие человека

Первая попытка создания эволюционной теории принадлежит франц. Ученому Жану Батисту Ламарку (1744 – 1829). Он утверждал, что разнообр животных и растений представ собой результат эволюции, непрерывного историч развития. Ламарк расположил разные классы животных, как ступени лестницы, от простых форм к сложным. Переход от низших форм к высшим происходит в результате внутреннего стрем организмов к совершенствованию. Причина разнообр видов – воздейств условий среды.

Эволюция биосферы.

- появление простейших клеток-прокариотов;

- появление значительно более высокоорганизованных клеток-эукариотов;

- объединение клеток-эукариотов с образованием многоклеточных организмов, функцион дифференц клеток в организ;

- появление организмов с тверд скелетами, открывшее путь к образо высших животных;

- возникновение у высших животных развитой нервной системы и формир мозга как центра сбора, переработки, хран информации и управления на ее основе функционир и поведением организ;

- формирование разума как высшей формы деятельности мозга;

- образование социальной общности людей – носителей разума.

БИЛЕТ 37

Влияние мутаций. Факторы эволюции.

Наследственность изменчивость (наследственная, ненаследственная) естественный отбор др. факторы (изоляция, миграция, внешняя среда) Влияние мутаций на эволюционные процессы. Мутации могут быть незначительными и затрагивать самые различные морфологические и физиологические особенности организма, например у животных – размеры, окраску, плодовитость, молочность и т. п. Иногда мутации проявляются в более значительных изменениях. Мутации могут происходить в силу самых различных воздействий.

Мутационный процесс создает разнообразие внутри вида и этим доставляет материал для эволюционных преобразований. Мутации и рекомбинация генотипов в процессе скрещивания обуславливает генетическую разнородность популяции.

Микроэволюция – это начальный этап эволюционных превращений, кот осуществляются в популяциях на базе разнонаправленных мутаций и их комбинаций и приводят к образованию новых внутривидовых группировок – популяций и подвидов.

Таким образом, если популяция служит основной единицей эволюции, то элементарный эволюционный материал составляют мутации и их комбинации. В результате естественного отбора в популяциях одни генотипы спустя ряд поколений приобретают преимущества, а удельный вес других, менее приспособленных уменьшается. Такая длительная направленная перестройка генофонда популяции и является элементарным эволюционным процессом. Дальнейшее изменение генного состава популяции приведет к образованию новых видов.

Естественный отбор – это постоянно происходящий в пределах любого вида отбор наиболее приспособленных особей, кот приводит к сохранению и накоплению изменений, полезных для вида в данных условиях, и к уничтожению вредных изменений.

Наблюдается постоянное избирательное выживание животных с полезными признаками и гибель животных с неблагоприятными признаками. Например. Успешная добыча ягеля оленями зимой прежде всего определяется их способностью раскапывать снег, для чего необходимы широкие копыта и сильные ноги. Отсюда ясно: быстрее добудут ягель те олени, у кот наиболее широкие копыта и наиболее сильные ноги. В данных условиях эти признаки полезны и их «подхватит» естественный отбор. Животные же с более узкими копытами (вредный признак в данных условиях) или погибнут от голода, или станут жертвой хищника.

Естественный отбор идет не только по этим двум признакам, но и по тем, от кот в данных условиях зависит успешная добыча корма и возможность избежать гибели от хищника: острота зрения и обоняния, скорость бега и др.

Естественный отбор играет творческую роль в природе, являясь основной движущей силой эволюции, поскольку из ненаправленных наследственных изменений отбираются те, кот могут привести к образованию новых групп особей, более совершенных в данных условиях существования.

Влияние факторов окружающей среды.

Формирование организма идет как под влиянием генов, так и под воздействием условий среды обитания. Эти условия и служат причиной ненаследственной изменчивости. Они могут ускорить и замедлить рост и развитие, изменить окраску цветков у растений, но гены при этом не изменяются. Благодаря ненаследственной изменчивости особи популяций оказываются приспособленными к меняющимся условиям среды.

К факторам эволюции относится также изоляция, т. е. возникновение барьеров, затрудняющих свободное скрещивание особей. Географическая изоляция – обособление определенной популяции от другой популяции того же вида каким-либо труднопроходимым географическим барьером.

С изменением условий жизни направление естественного отбора меняется. Если группы одного широко расселенного вида попадают в неодинаковые условия, то отбор в этих группах пойдет в разных направлениях. Это приведет к формированию тех или иных приспособлений; внутри вида начнется процесс расхождения признаков. Вначале это приведет к образованию новых группировок особей внутри вида, а затем из одного вида через естественный отбор сформируется несколько новых видов.


Билет 38

Трансгенные живые организмы – это организмы с измененными днк и с измененными наследственными признаками. Создание трансгенных организмов является одним из основных направлений генной инженерии ( второе направление исследований генной инженерии – определение последовательности генов в днк и структуры каждого из них)

Генная инженерия позволяет конструировать в лаб. условиях клетки и организмы с новой генетической информ путем переносов генов из одного организма в др. развитие генной инженерии началось в 60-х г XX в. в 1972 г. группе исследователей во главе с Б. Бергом удалось получить первую искусственную рекомбинантную молекулу ДНК.

«Биотехнология» , «ДНК» - технология достижения со времен генной инженерии в с/х, пищевой пром-ти и медицине.

Расход в области биотехнологии 10 млд $. Создание 1-го нового трансгенного растения сост от 50 до 300 млн $ и занимает от 6 до 12 лет

Создание трансгенных организмов:

Для создания организма с изменениями ДНК, т. е. с новыми качествами необходимо в нужном месте разрезать его ДНК и вставить в неё новый ген из днк др орг-ма. Можно формировать хар-ки у животных, бактерий.

Полимеразная цепная реакция позволяет с помощью особого белка фермента днк – полимеразы – быстро размножить любой ген и др. фрагмент днк.

Трансформированная клетка может быть преобразована в полноценный организм. Подходы к такому преобразованию зависят от того, какая клетка – бактериальная, растительная или животная изменилась.

При гинетич модификации растений ученые используют св-во – потипотентность ( способность любой растит. кл. развиться в новый полноценный организм) Это св-во связано с тем, что в клетке растений рабочими являются почти все гены.

Использование трансгенных организмов для пр-ва лекарств.

Классика биотехнологии: способы получения: инсулина, интерферона, гормона роста и др.

Сахарный диабет: для его лечения можно использовать инсулин крупного рогатого скота или свиней. Но инсулин животного происхождения может вызвать аллергию. Так же инсулин человека можно получить путем хим. синтеза, но это очень дорого. С помощью методов генной инженерии стало возможно получить интерферон.

БИЛЕТ 39Проблема клонирования.

Клонирование человека — это шанс иметь детей для тех, кто страдает бесплодием; это банки клеток и тканей, запасные органы взамен тех, что приходят в негодность; наконец, это воз­можность передать потомству не половину своих генов, а весь геном — воспроизвести ребенка, который будет копией одного из родителей. Вместе с тем остается от­крытым вопрос о правовом и нравственном аспекте дан­ных возможностей. Подобного рода доводами в 1997 — 1998 гг. были переполнены различные источники массо­вой информации во многих странах.

По принятому в науке определению, клонирова­ние — это точное воспроизведение того или иного живого объекта в каком-то количестве копий. Воспро­изведенные копии обладают идентичной наследствен­ной информацией, т. е. имеют одинаковый набор генов.

В феврале 1997 г. сообщалось о том, что в лабора­тории шотландского ученого Яна Вильмута в Рослинском институте (Эдинбург) разработан эффективный метод клонирования млекопитающих и на его основе родилась овца Долли. Говоря доступным языком, овца Долли не имеет отца — ей дала начало клетка матери, содержащая двойной набор генов.

(Как же производился опыт в лаборатории Яна Вильмута? Вначале выделялись ооциты, т. е. яйцеклет­ки. Их извлекли из овцы породы Шотландская черно­мордая, затем поместили в искусственную питатель­ную среду с добавлением эмбриональной телячьей сыворотки при температуре 37 °С и провели операцию энуклеации — удаления собственных ядер. Следующая операция заключалась в обеспечении яйцеклетки ге­нетической информацией от организма, который над­лежало клонировать. Для этого наиболее удобными оказались диплоидные клетки донора, т. е. клетки, не­сущие полный генетический набор, которые были взя­ты из молочной железы взрослой беременной овцы. Из 236 опытов успешным оказался лишь один — и роди­лась овечка Долли, несущая генетический материал взрослой овцы. После этого в различных средствах ин­формации стала обсуждаться проблема клонирования человека).( на всякий случай если не нравится, то удали)

Действительно, допустим, что трансплантировали развивающиеся яйцеклетки с чу­жеродными донорскими ядрами нескольким тысячам приемных матерей. Именно нескольким тысячам: процент выхода низкий, а повысить его, скорее всего, не удастся. И все это для того, чтобы получить хотя бы одну единственную рожденную живую копию како­го-то человека, пусть даже гения. А что будет с осталь­ными зародышами? Ведь большая их часть погибнет в утробе матери или разовьется в уродов. Представ­ляете себе — тысячи искусственно полученных уро­дов! Это было бы преступлением, поэтому во многих странах приняты законы, запрещающие такого рода исследования как в высшей степени аморальные.

БИЛЕТ 40  ПРОИСХОЖДЕНИЕ И ЭВОЛЮЦИЯ ЧЕЛОВЕКА

Проблема происхождения человека как вида (антропогенез) всегда вызывала особый интерес. Первые естественно-научные представления о его возникновении и дальнейшей эволюции появились в трудах натурфилософов до нашей эры. Уже в те времена люди находили останки древних животных и человека.

В конце XVII века английский исследователь Э.Тайсон, проанализировав сходства и различия анатомических признаков человека и шимпанзе, пришел к выводу, что шимпанзе – переходная форма между обезьянами и людьми. В XVIII веке французский естествоиспытатель Ж.Бюффон (1707–1788), изучавший человекообразных обезьян, отмечал высокий уровень их развития и допускал возможность скрещивания между ними и людьми.

                По данным современной науки все люди на Земле относятся к одному виду – Человек разумный (Homo sapiens), входящему в род  Человек (Homo) семейства Гоминиды (Hominidae) надсемейства  Гоминоиды (Hominoidea), входящего в секцию Узконосые или Обезьяны Старого Света, относящуюся к подотряду Человекоподобные (Anthropoidea)  отряда Приматы (Primatea) класса Млекопитающие (Mammalia).

Переход к хождению на двух ногах многие ученые связывают с переселением приматов из лесов на открытые огромные равнины – саванны, которые возникли в Восточной Африке около 15 миллионов лет назад вследствие глобального повышения сухости климата. При этом древесный образ жизни постепенно заменялся наземным. Считается, что окончательный переход к хождению на двух ногах произошел 4–6 млн. лет назад. Свободные руки позволяли собирать больше пищи, что, вероятно, способствовало большему успеху самцов у представительниц противоположного пола. Самки, выбравшие лучших добытчиков, могли больше времени уделять своим детям.

Существенных различий между человекообразными обезьянами и человеком  мало. В настоящее время близость человека и обезьян можно определить методами молекулярной генетики. По данным анатомии и палеонтологии горилла и шимпанзе являются наиболее близкими существами, а человек и орангутан удалены от них на одинаковое расстояние .

У человека и человекообразных обезьян одинаковые возбудители малярии и заболеваний пищеварительного тракта, группы крови, малая плодовитость (рождается чаще всего один детеныш, реже – два или три), Доказана безопасность переливания крови (с учетом групповой совместимости) от шимпанзе к человеку. Аминокислотные последовательности белков человека и шимпанзе отличаются всего на десятые доли процента. Установлено сходство хромосом человека и шимпанзе. У всех человекообразных обезьян в соматических (неполовых) клетках – 48 хромосом, у человека – 46.

Приблизительно 99% генов шимпанзе и человека идентичны. Однако анатомические различия  составляют около 60%. Строение гортани  шимпанзе и других человекообразных обезьян не позволяет им говорить, однако в обществе человека шимпанзе и горилла, как показали исследования приматологов, могут выучить азбуку глухонемых и объясняться с помощью нее с людьми и между собой. Также установлено, что шимпанзе и гориллы могут обманывать и что у шимпанзе существует табу на инцест.


Билет 41

Проблемы городов и мегаполисов.

Одна из очень непростых современных экологических проблем связана с быстрым ростом городов, расширением их территории. Города меняются не только количественно, но и качественно. О появлении городских агломераций, мегаполисов, можно говорить как о качественно новом этапе во взаимоотношения города и природы. Городские агломерации, урбанизированные районы ― это весьма обширные территории, на которых природа глубоко изменена хозяйственной деятельностью. Причём коренные преобразования природы происходят не только в черте города, но и далеко за его пределами. Так, например, физико-геологические изменения почв, подземных вод проявляются в зависимости от конкретных условий на глубине до 800 м в радиусе 25―30 км. Это загрязнения, уплотнения и нарушения структуры почв и грунтов, образование воронок и пр. На больших расстояниях ощутимы биогеохимические изменения среды: обеднение растительного и животного мира, деградации лесов, закисление почв. Прежде всего от этого страдают люди, живущие в зоне влияния города или агломерации (дышат отравленным воздухом, пьют загрязнённую воду и т.д). Оздоровление городской среды ― одна из самых острых социальных задач. Первые действия при её решении ― создание прогрессивных малоотходных технологий, бесшумного и экологически чистого транспорта.

Экологические проблемы городов тесно связаны с проблемами градостроительства: планировка города, размещение крупных промышленных предприятий и иных комплексов с учётом их роста и развития, выбор транспортной системы.

Во многих городах воздух загрязнён на 92―95% по вине автомобильного транспорта. Автомобильные выхлопы в городах особенно опасны тем, что загрязняют воздух в основном на уровне человеческого роста. И люди дышат этими концентрированными выбросами. Человек потребляет в сутки 12 куб. м воздуха, автомобиль ― в тысячу раз больше. Таким образом автомобильный транспорт поглощает кислорода во много раз больше, чем все население города. При безветренной погоде и низком атмосферном давлении на оживлённых трассах содержание кислорода в воздухе нередко снижается до 15% ― величины, близкой к критической, при которой люди начинают задыхаться, падать в обморок. Особенно это опасно для детей и людей со слабым здоровьем. Обостряются сердечно-сосудистые и лёгочные заболевания, развиваются вирусные эпидемии. Люди нередко даже не подозревают, что это связано с отравлением автомобильными газами.

Проблемы утилизации.

Известно, что увелич углекислоты в атмосф создает парник эф с угрозой таяния ледников. Часть количества поглощается растительностью Земли, часть растворяется в воде. В США предлагали переводить углекислый газ в сухой лед или жидкость, а затем вбрасывать ракетами за пределами атмосферы. Но расчеты показали, что для вывода 1 грамма угл газа необходимо сжечь столько топлива, что выход того же газа превысит кол-во, убывшее в космос. Швейцарские специалисты предлагают переводи промышл выбросы в сухой лед и складывать его на севере в хранилища, изолир пенопластом. Другие предлагют расширить на планете площади, занятые лесом. Наиболее многообещающей кажется идея отправлять двуокись углерода на дно морей и океанов. Но газ покроет сотни кв метро океанского дна, уничтожив там все живое.


Билет 42

Эффективность производства и потребления энер­гии. Долгое время невысокая эффективность преобра­зования тепловой энергии в полезную работу связыва­лась с несовершенством самого механизма преобразо­вания. С развитием термодинамики стало ясно, что существует принципиальное ограничение полного пре­образования всей тепловой энергии в полезную работу. Такое ограничение следует из фундаментальных зако­нов термодинамики и обусловливается необратимостью тепловых процессов. К настоящему времени значитель­ная часть всевозможных усовершенствований, направ­ленных на повышение эффективности производства электроэнергии с использованием пара в основном уже осуществлена.