Значение биологии для медицины, сельского хозяйства и других отраслей народного хозяйства. Достижение молекулярной биологии

Наиболее важными событиями в области биологии, повлиявшими на весь ход ее дальнейшего развития, являются: установление молекулярной структуры ДНК и ее роли в передаче информации в живой материи (Ф. Крик, Дж. Уотсон, М. Уилкинс); расшифровка генетического кода (Р. Холли, Х.-Г. Корана, М. Ниренберг); открытие структуры гена и генетической регуляции синтеза белков (А. М. Львов, Ф. Жакоб, Ж.-Л. Моно и др.); формулировка клеточной теории (М. Шлейден, Т. Шванн, Р. Вирхов, К. Бэр); исследование закономерностей наследственности и изменчивости (Г. Мендель, Г. де Фриз, Т. Морган и др.); формулировка принципов современной систематики (К. Линней), эволюционной теории (Ч. Дарвин) и учение о биосфере (В.И. Вернадский).

Он сосредоточится на современных информационных технологиях, а также получит и обработает новейшую научную информацию из международных электронных баз данных. Знание у него на уровне, на котором он может общаться, писать и представлять результаты с помощью соответствующего программного обеспечения. Он также сможет самостоятельно планировать исследовательскую деятельность в конкурентной среде систем грантов.

Выпускники будут работать в других академических карьерах в университетах, как сотрудники государственных и / или частных исследовательских лабораторий в Чешской Республике и за рубежом. Они могут успешно выполнять задачи в лабораториях, специализирующихся на ветеринарии, фармацевтике, сельском хозяйстве, биотехнологии и охране окружающей среды. У них есть все предпосылки, чтобы стать лидерами и организационными кадрами исследовательских групп.

Значимость открытий последних десятилетий еще предстоит оценить, однако наиболее крупными достижениями биологии были признаны: расшифровка генома человека и других организмов, определение механизмов контроля потока генетической информации в клетке и формирующемся организме, механизмов регуляции деления и гибели клеток, клонирование млекопитающих, а также открытие возбудителей «коровьего бешенства» (прионов).

Требования к вступительным экзаменам. Кандидаты на получение докторской степени в области молекулярной и клеточной биологии должны быть выпускником степени магистра науки или медицинского направления в университете или других высших учебных заведений с биологическим, химическим или биохимическим фокус. Формальные требования и требуемые документы являются частью правил обучения Университета Палацкого в Оломоуце и его научного факультета. Он должен иметь достаточный лабораторный опыт и демонстрировать активное знание профессионального английского языка.

Работы по программе «Геном человека», которые проводились одновременно в нескольких странах и были завершены в начале нынешнего века, привели нас к пониманию того, что у человека есть всего около 25-30 тыс. генов, но информация с большей части нашей ДНК не считывается никогда, так как в ней содержится огромное количество участков и генов, кодирующих признаки, утратившие значение для человека (хвост, оволосение тела и др.). Кроме того, был расшифрован ряд генов, отвечающих за развитие наследственных заболеваний, а также генов- мишеней лекарственных препаратов. Однако практическое применение результатов, полученных в ходе реализации данной программы, откладывается до тех пор, пока не будут расшифрованы геномы значительного количества людей, и тогда станет понятно, в чем же все-таки их различие. Эти цели поставлены перед целым рядом ведущих лабораторий всего мира, работающих над реализацией программы «ENCODE».

Знание рассматривается в форме вступительного интервью, которое является частью процедуры приема. Часть процедуры приема - это назначение тренера и составление плана обучения. Кандидат должен представить свою идею решения темы обучения. Заявитель из-за рубежа должен доказать, что его / ее образование соответствует требованиям магистерской степени в чешских университетах, что он / она может общаться на английском или чешском языке и имеет адекватную финансовую безопасность.

Педагогическая деятельность - активное участие в преподавании практических занятий. Активность публикации - мин. 2 научных доклада первой степени по теме диссертации в затронутых журналах. Участие в грантовых проектах - учащийся участвует в исследованиях и проектах своего руководителя. Помимо гарантированной государством стипендии, студент получает зарплату в размере 50%. Трансграничная стажировка - мин. 3 месяца. . Экзамены - студент должен пройти предписанные экзамены в соответствии с учебным планом.

Биологические исследования являются фундаментом медицины, фармации, широко используются в сельском и лесном хозяйстве, пищевой промышленности и других отраслях человеческой деятельности.

Хорошо известно, что только «зеленая революция» 1950-х годов позволила хотя бы частично решить проблему обеспечения быстро растущего населения Земли продуктами питания, а животноводство - кормами за счет внедрения новых сортов растений и прогрессивных технологий их выращивания. В связи с тем, что генетически запрограммированные свойства сельскохозяйственных культур уже почти исчерпаны, дальнейшее решение продовольственной проблемы связывают с широким введением в производство генетически модифицированных организмов.

Математическая биология - область исследования, использующая математические и аналитические подходы в биологических и медицинских исследованиях. Это поле для всех, кто интересуется биологией, не является чужим логическим мышлением, математикой и компьютерной работой. Цель исследования - предоставить выпускникам науку в области биологии, прикладной математики и информатики с акцентом на математический анализ биологических и биомедицинских проблем. Выпускники получат представление обо всех основных биологических дисциплинах, знания математических методов и информационных технологий, применимых в прикладных исследованиях.

Производство многих продуктов питания, таких как сыры, йогурты, колбасы, хлебобулочные изделия и др., также невозможно без использования бактерий и грибов, что является предметом биотехнологии.

Познание природы возбудителей, процессов течения многих заболеваний, механизмов иммунитета, закономерностей наследственности и изменчивости позволили существенно снизить смертность и даже полностью искоренить ряд болезней, таких, например, как черная оспа. С помощью новейших достижений биологической науки решается и проблема репродукции человека. Значительная часть современных лекарственных препаратов производится на основе природного сырья, а также благодаря успехам генной инженерии, как, например, инсулин, столь необходимый больным сахарным диабетом, что в основном синтезируется бактериями, которым перенесен соответствующий ген.

Практическая часть курса ориентирована на применение математических методов и информационных технологий в решении конкретных задач. Понимать основные теоретические и методологические принципы в биологии и математике; решить заданную роль анализа или моделирования биологических, медицинских или экологических данных и определить частичные вопросы решаемой задачи; выполнить поиск решения проблемы, решенной в чешской и зарубежной литературе; выбрать подходящие математические методы для решения данной задачи; выбирать и использовать доступное программное обеспечение для выполнения выбранных математических методов в определенных условиях; сделать выводы из результатов математического решения поставленной задачи. В естествознании меня особенно интересует взаимосвязь общественной жизни и индивидуальной науки.

Не менее значимы биологические исследования для сохранения окружающей среды и разнообразия живых организмов, угроза исчезновения которых ставит под сомнение существование человечества.

Наибольшее значение среди достижений биологии является тот факт, что они лежат даже в основе построения нейронных сетей и генетического кода в компьютерных технологиях, а также широко используются в архитектуре и других отраслях. Вне всякого сомнения, наступивший XXI век является веком биологии.

Там есть семейная атмосфера, поэтому биологи часто сталкиваются с химиками или математиками, иногда геологами с физиками. Будь то в обществе естествоиспытателей, в коммуникациях по обучению коммуникации, над совместным проектом или просто в продуктовом магазине для еды, пива или кофе. Кроме того, базовые знания в области компьютерных технологий, которые каждый получает здесь, открывает широкие возможности для работы. В отличие от университетского городка - крупнейшего и самого современного научно-исследовательского комплекса в Центральной Европе.

Тема урока : Биология - наука о живой природе.

Основные цели и задачи : Дать ученикам 5-ого класса начальные представления о том, что такое биология и чем она занимается.

Особое внимание уделяется многообразию биологически исследований и формированию отличий живой природы от неживой.

План урока :

Что изучает биология?
Подразделы биологии
Где используются достижения биологии?
Представители живого мира
Чем живые организмы отличаются от неживых?

Ход урока

1. Что изучает биология?

Биология как наука о живой природе занимается изучением все ее проявлений. В ее названии присутствуют два греческих слова: «биос», что означает жизнь, и «логос», что значит наука.

Все могут участвовать в исследованиях и других мероприятиях! Выпускники могут найти приложения для обработки биологических и медицинских данных в академической и коммерческой сферах, в управлении клиническими исследованиями или в других областях управления и обработки данных.

Генетическая инженерия может быть определена как процесс, целью которого является определение генетической информации с использованием различных технологий. Общие цели генной инженерии. Наиболее важные методы генной инженерии. Ферменты Ферменты для белковых биокатализаторов, увеличивающие скорость биохимических реакций путем специфической активации субстратов. В последние годы также были клонированы высшие позвоночные. . Важнейшим посланием генной инженерии является вмешательство в генетический материал.

В биологии важны все без исключения живые организмы, от самых больших до самых крошечных. Биологи (а именно так называются ученые, которые занимаются биологией) исследуют жизнь во всех ее проявлениях. Чем же именно они занимаются:

Изучают строение организмов;
Исследуют процесс размножения;
Прослеживают происхождение и взаимосвязи между отдельными группами;
Изучают связи между объектами живой и неживой природы.

Практическое задание:

Для этого необходима фрагментация дезоксирибонуклеиновой кислоты. Рестрикционные ферменты могут оставлять липкие или тупые концы. Этот метод включает в себя вставку гена в живую клетку, которая по своим отделам приводит к увеличению числа потомков и, следовательно, к этому гену. Второй способ заключается в использовании ферментов полимеразной цепной реакции фермента полимеразы, которые позволяют удлинить цепи нуклеиновых кислот путем добавления новых нуклеотидов. Подробнее Биологический словарь.

Если ген уже изолирован и «скопирован», он должен быть перенесен в клетки реципиента, например, с использованием плазмид или бактериофагов. Оба присутствуют в некоторых бактериях. Для развития генной инженерии необходимо иметь копии генов всех видов. Подробнее Биологический словарь дополняют друг друга.

Как и в любой другой комплексной науке, в биологии есть множество подразделов. Каждым из них сконцентрирована на разных аспектах природы:

Ботаника - наука о растениях;
Зоология - наука о животных;
Генетика - наука о наследственности и генах;
Физиология - наука о жизнедеятельности целостного организма;
Цитология - наука о клетках, изучается их строение, функционирование, размножение;
Анатомия - наука о внутреннем строении живых организмов, расположении и взаимодействии внутренних органов;
Морфология - наука о форме и строении организмов;
Микробиология - наука о микроскопических веществах (микробах);

Практическое задание:

Генетический зонд представляет собой преимущественно радиоактивный фрагмент рибонуклеиновой кислоты или одноцепочечную дезоксирибонуклеиновую кислоту, которая является комплементарной цепи искомого гена. Клетки из такой колонии можно выращивать в больших масштабах.

Карта миниатюрного графического изображения Земли или ее фрагмента, сделанного на плоскости, с принципами картографического картирования с использованием знаков. По-прежнему необходимо определить их длину, после чего положение и их взаимное расстояние. Секвенирование проводят с использованием полимеразы. Копирование нити ранее клонированного генетического материала происходит одновременно в четырех реакционных смесях. Очень важно, чтобы процесс синтеза новой нити заканчивался на месте одного и того же типа, но отличался в каждой из этих смесей.

Подумайте, на чем сосредоточены следующие науки: эмбриология (наука о развитии зародышей), биогеография (наука, изучающая географическое распределение и размещение животных на планете), бионика (наука о том, как применять в технических устройствах и системах принципы, работающие в живых и неживых организмах), молекулярная биология (наука о хранении и передаче генетической информации, на уровне белков и нуклеиновых кислот), радиобиология (посвящена изучения действия излучений на биологические объекты), космическая биология (изучает возможности жизни организмов в условиях полетов на космических аппаратах и обеспечение жизнедеятельности на космических станциях), фитопатология (наука о болезнях растений), биохимия (изучает состав живых клеток и организмов).

Вы также можете использовать гибридизацию Южного. Испытуемую дезоксирибонуклеиновую кислоту подвергают такой же обработке, как описано ранее, с рестрикционными эндонуклеазами, и полученные фрагменты под действием электролитов отделяют. На следующем этапе эти разделенные фрагменты генетического материала связаны с фильтром. Фильтр может быть изготовлен из нитроцеллюлозы или нейлоновой пленки. При инкубации фильтра фрагменты клонированных радиоактивных меченых генов связаны с фрагментами, которые имеют комплементарные последовательности.

3. Где используются достижения биологии?

Биология относится к теоретическим наукам, однако результаты исследований биологов часто имеют прикладной характер. Где же могут использоваться биологические открытия?

Сельское хозяйство - с целью увеличения уровня сбора урожая, роста продуктивности животноводства, изобретение способов борьбы с вредителями.
Медицина - изучение полезных свойств объектов живой и неживой природы помогает изобретать новые лекарственные средства.
Охрана окружающей среды - биология показывает, в каких направлениях человек разрушает существующий в природе порядок вещей и помогает находить способы борьбы с этими явлениями.

4. Представители живого мира

В живом мире сегодня, как и 4 млрд. лет назад, выделяют:

Рестрикционные ферменты также используются для определения полиморфизма длины рестрикционных фрагментов. Мутации и рекомбинация генетического материала вызывают дифференциацию количества и расположения черенков путем соответствующего ограничения. В результате также уменьшаются длины разрезанных фрагментов. Это называется полиморфизмом длины фрагмента рестрикции.

Белки и фосфолипиды Фосфолипиды представляют собой группу липидов, в которых помимо спирта и жирных кислот присутствуют фосфатные группы. Если клеточная мембрана подвергается воздействию моющего средства, все жировые части, находящиеся в мембране, будут разрушены. Моющие средства Моющие средства Синтетические химикаты, такие как В моющих средствах, не связанных с аллергией на здоровье человека, вызывая аллергию.

Фосфолипиды состоят из биологических мембран и оболочек аксонов миелина.
Подробнее Биологический словарь - это строительные блоки клеточных мембран.

Применение генной инженерии.

Доклеточные организмы - вирусы. Они становятся живыми только тогда, когда имеют возможность проявиться в клетках живых организмов.
Прокариоты. У них есть клетка, у клетки нет ядра. Другое название бактерий - бактерии.
Эукариоты. Сюда относят грибы, растения и животных. У них в клетках есть сформированные ядра.

Бактерии, грибы, растения и животные образуют 4 царства живых организмов.

Трансгенный хлопок, трансгенные томаты, трансгенный табак, трансгенный картофель. Это всего лишь несколько примеров генной инженерии. Некоторые из них очень противоречивы, как и все вновь открытые, не полностью понятые и не полностью понятые широкой публикой. Самая большая разногласия - вмешательство в генетический материал человека и морально-этические аспекты, такие как трансплантация органов животных в организм человека.

В генной инженерии есть много надежды на ее использование, поэтому в первую очередь широкие возможности лечения людей новыми, более быстрыми способами и лечение заболеваний, для которых медицина пока не известна медициной. Вредители - это организмы, которые оказывают вредное воздействие на организм и человеческую жизнь, которые вредны или вредны для организма, что может разрушить продукты его экономики. Прочтите «Биологический словарь и болезни» и, возможно, в результате увеличения численности населения и снижения урожайности почвы устранит нынешнюю и, возможно, будущую проблему голода.

Практическое задание:

Какие вирусы Вы знаете? (вирус, вызывающий ОРВИ, различные виды гриппа и т.д.).

5. Чем живые организмы отличаются от неживых?

Если об объектах живой природы мы уже говорили, то вопросов о том, что представляют собой объекты неживой природы, пока еще не касались. К ним, прежде всего, относятся камни, лед, песок и прочее. Каковы же отличительные свойства живых существ?

К сожалению, генная инженерия также связана с определенными социальными проблемами и техническим характером этих, к которым стремятся генетики. Проблемы генной инженерии. Прокариотические и эукариотические организмы имеют разную организацию генетического материала, поэтому, если эукариотический ген помещен в прокариотический организм, эффект не будет отражать правду. Эта проблема связана с тем, что у прокариотных организмов, к сожалению, нет ферментов для объединения экзонов и интронов, но они имеют гены с непрерывной последовательностью. Никакие прямые фаги не могут использоваться в качестве векторов, так как растительная клетка содержит клеточную стенку. Этот метод чрезвычайно прост и состоит в том, что частицы микроскопического материала наносятся на генетический материал, который должен быть перенесен в растительную клетку. Фаговые векторы намного больше, с 15 000 пар оснований, но, в свою очередь, гены из эукариотических организмов намного больше, поэтому в таких случаях, например, используются генетические пушки, описанные выше, необходимость нейтрализации организмов, используемых в качестве векторов. Для того, чтобы вирус, который был инфицированным, не вызывал инфекции, его необходимо обезоружить, то есть его гены, которые могут вызвать инфекции или любые другие нежелательные эффекты, должны быть устранены или нейтрализованы.

В настоящее время ввести другой генетический материал в растительные клетки.
Генетический каннабис.

Это лишь некоторые из чисто технических проблем, с которыми приходится сталкиваться ученым-генетикам.

Они дышат.
Они питаются. Ни один живой организм не может существовать без того, чтобы черпать энергию извне. А вот что он будет потреблять и перерабатывать - мясо, молоко, крупу или морковь - уже и не столь важно.
Они размножаются, то есть воспроизводят себе подобных. Каждый Без этого жизнь на планете давно бы уже иссякла и закончилась. Именно в этом свойстве проявляется бесконечность жизни на планете Земля.
Они реагируют на воздействия окружающей среды и зависят от тех условий, в которых живут. Вот почему медведи на зиму залегают в спячку, а зайцы меняют свой окрас.
У живых организмов есть клеточная структура. Они могут состоять из одной клетки (есть специальный класс одноклеточных), а могут из многих (например, животные или человек). Клеток нет только у вирусов, поэтому они могут жить исключительно в организмах других животных, растений или человека.
Живые существа сходны по химическому составу - в их строении присутствуют органические соединения (белки. Жиры, углеводы), а также неорганические (самый распространенный из них - вода).
В большинстве своем живые организмы способны к передвижению. О такой возможности животных знают все, а вот что с растениями? Наличие корней и нахождение в почте делает их неспособными к проявлению такого свойства. Однако это не совсем так. Подсолнечник, к примеру, меняет свое положение в зависимости от движения Солнца. Точно также листья многих растений реагируют на солнечный свет.

По этим признакам их можно различить, однако в состоянии покоя некоторые живые объекты не проявляют признаков жизнедеятельности (например, семена растений, пыльца цветков).

Оценивание : Попросите учеников ответить на проверочные вопросы. По их ответам можно будет определить, насколько они усвоили материал урока:

Что такое биология?
Что изучает биология?
Какие подразделы биологии Вы знаете?
Какие царства живых организмов Вы знаете?
Каковы главные отличия живого организма от объектов неживой природы.

6. Итоги урока:

В ходе проведённого урока ученики познакомились:

С тем, что такое биология, какие вопросы она изучает, на что направлено ее основное внимание.
Какие есть разделы биологии и чем они занимаются.
В каких сферах используются достижения биологии.
Чем отличаются живые организмы от неживых.

Домашнее задание:

В качестве домашнего задания следует дать ученикам возможность написать творческую работу «Где используются достижения биологии», поскольку данный вопрос в рамках урока был рассмотрен очень поверхностно.