Биология в современном естествознани

В работе рассмотрены история, предмет и задачи биологии, основные концепции современного естествознания, а также основное внимание в работе уделено изучению рождения генетики, современным технологиям и вопросам клонирования. Всё в довольно краткой, лаконичной форме, доступно для понимания любому студенту вуза. ...

Введение 1
1. История, предмет и задачи биологии. 2
2. Основные концепции современной биологии 5
3. Биология в современном естествознании 6
3.1. Рождение генетики 6
3.2. Современные биотехнологии 9
3.3. Клонирование 10
Заключение 13
Список использованной литературы 14

Более 3000 лет назад появилось естествознание. В то время не осуществлялось разделение на биологию, физику, географию, а изучением наук занимались философы. Развивающаяся торговля и начало мореплаваний дало начало развитию географии, а развитие техники – развитию химии и физике.
В XIX веке принято было разделять опытное познание природы или естественные науки на две группы: первая из которых - принято естественные науки (или опытное познание природы) разделять на 2 большие группы. Первая группа по традиции охватывает науки о явлениях природы (физика, химия, физиология), а вторая — о предметах природы.
В наше время такой общепризнанной классификации естественных наук уже не существует. По объектам исследования самым широким делением является деление на науки о живой и так называемой неживой природе. Важнейшие большие области естествознания (физика, химия, биология) можно отличать по формам движения материи, которые они изучают. Однако этот принцип, с одной стороны, не позволяет охватить все естественные науки (например математику и многие смежные науки), с другой стороны, он неприменим к обоснованию дальнейших классификационных делений, той сложной дифференциации и взаимосвязи наук, которые столь характерны для современ­ного естествознания.
Как особая наука биология выделилась из естественных наук в XIX веке, когда учёные обнаружили, что живые организмы обладают некоторыми общими для всех характеристиками. Термин «биология» был введён независимо несколькими авторами: Фридрихом Бурдахом в 1800 году, в 1802 году Г. Р. Тревиранусом и Жаном Батистом Ламарком.

Раскрытие структуры ДНК Уотсоном и Криком дало мощный толчок для развития молекулярной биологии. За ним последовало постулирование центральной догмы, расшифровка генетического кода, а к концу XX века — и полная расшифровка генетического кода человека и ещё нескольких организмов, наиболее важных для медицины и сельского хозяйства. Благодаря этому появились новые дисциплины протеомика и геномика. Хотя увеличение количества дисциплин и чрезвычайная сложность предмета биологии породили и продолжают порождать среди биологов всё более узкую специализацию, биология продолжает оставаться единой наукой, и данные каждой из биологических дисциплин, в особенности геномики, применимы во всех остальных.Тем не менее, к рубежу XIX—XX вв. биология, как и физика, оказалась в состоянии глубокого кризиса, вызванного в первую очередь устаревшим содержанием методологических установок классической биологии. Кризис проявился прежде всего в многообразии и противоречии оценок и интерпретаций сущности эволюционной теории и интенсивно накапливавшихся данных в области генетики.2. Основные концепции современной биологииТа или иная естественнонаучная концепция представляет некую взаимосвязанную группу понятий, гипотез, теорий, объясняющих какое-нибудь фундаментальное явление или свойство природы. Основные биологические концепции объясняют феномен и свойства жизни. К настоящему времени по-прежнему не сложилась ещё какая-либо определенная система биологических концепций. Разные авторы комбинируют и формулируют их по-разному, хотя суть от этого обычно не страдает. Например, А.П. Анисимов предлагает следующий вариант из пяти концептуальных обобщений современной биологии.1. Концепция системной многоуровневой организации жизни: все живые объекты - это биологические системы разного уровня сложности, образующие непрерывную иерархию уровней структурно-функциональной организации.2. Концепция материальной сущности жизни: жизнь материальна, обмен веществ и энергии составляют ее физико-химическую основу. С точки зрения философского смысла это означает первичность материи и вторичность сознания (материализм).3. Концепция биологической информации и самовоспроизведения жизни: живые организмы воспроизводятся посредством собственной или генетической информации при взаимодействии с внешней информацией. Результат этого взаимодействия - индивидуальное развитие организмов или онтогенез.4. Концепция саморегуляции живых систем: живые системы поддерживают относительное постоянство своих внутренних связей и условий функционирования (гомеостаз) на основе сочетания прямых положительных и обратных отрицательных связей.5. Концепция самоорганизации и биологической эволюции: живой мир возник в результате самоорганизации из неживых химических систем и претерпевает необратимое историческое развитие (филогенез) на основе наследственной изменчивости и естественного отбора популяций организмов, наиболее приспособленных к меняющимся условиям среды.Биология в современном естествознанииВ современном мире, радикально изменившись, биология постепенно перешла в лидеры естествознания. Изменились место и роль в системе наук, и само отношение биологической науки и практики. Сегодня наука ещё больше приблизилась к решению величайшей проблемы – раскрытию сущности жизни. Решена огромная проблема биологии и важная задача органического мира – объяснено явление наследственности. Рождение генетикиВажнейшее исходное событие в истории развития генетики – переоткрытие законов Менделя в 1900 году. Поэтому только в XX веке биология поднялась до уровня понимания открытий Менделя и рождения генетики как науки. Далее последовала волна эмпирических открытий и построения разнообразных теоретических моделей, так за 30 лет был накоплен колоссальный «генетический» материал. В России становление генетики произошло значительно позже – только в 1930-х годах отечественная генетика быстрыми темпами стала достигать выдающихся результатов.До того, как произошло открытие структуры молекулы ДНК, учёные, известные биологи утверждали, что вторгнуться в наследственный аппарат будет невозможно до XXI века, тем более манипулировать им. Однако уже в конце XX века не смотря на сложности новой отрасли молекулярной биологии и генетики – генной инженерии (генной технологии) - было положено начало. Главная задача её заключалась в конструировании новых, не существовавших ещё в природе сочетаний генов, что позволило вывести новые сорта культурных растений, вымирающих и высокоэффективных пород животных, создания эффективных лекарственных средств и пр.Во многих современных статьях приводится пример, который, на наш взгляд, показывает колоссальную важность существования генной инженерии. Когда под Екатеринбургом предположительно были найдены останки царской семьи Романовых, которая была там расстреляна в 1918 году. Перед генетиками английского Центра судебно-медицинской экспертизы встала серьезная задача – определить по молекулам ДНК костной ткани их ли это останки или других людей из числа миллионов, павших во время гражданской войны. Анализ ДНК доказал родство останков с членами английского королевского дома. Довольно близкими родственниками Романовых. Долгое время ученые не могли найти ключ к разгадке индивидуальности человека. Сейчас же науке известно, что существуют геномы, которые и определяют индивидуальность. Кроме того, в каждом геноме должны быть области, которые бы отличали одного человека от другого. И в 1985 году тайна была разгадана – в геноме были обнаружены особые сверхизменчивые участки — мини-сателлиты. Они оказались настолько индивидуальны у каждого человека, что с их помощью удалось получить своеобразный «портрет» его ДНК, точнее, определенных генов. Как же выглядит этот «портрет»? Это сложное сочетание темных и светлых полос, похожее на слегка размытый спектр, или на клавиатуру из темных и светлых клавиш разной толщины. Такое сочетание полос называют ДНК-отпечатками по аналогии с отпечатками пальцев, что можно успешно использовать в криминалистике, расследовать преступления.Кроме того, современная генная технология позволяет устанавливать отцовство, идентификацию материнства, а также разрабатываются многие другие прикладные аспекты, например, паспортизация по отпечаткам ДНК преступников-рецидивистов. Генные технологии производства вакцин развиваются в двух основных направлениях. Первое — улучшение уже существующих вакцин и создание комбинированной вакцины, т.е. состоящей из нескольких вакцин. Второе направление — получение вакцин против болезней: СПИДа, малярии, язвенной болезни желудка и др.Не приведет ли широкое внедрение в практику генных технологий к появлению еще не известных эпидемиологам заболеваний и других нежелательных последствий? Практика показывает, что генные технологии с начала их развития по сей день, т.е. в течение более 30 лет, не принесли ни одного отрицательного последствия. Более того, оказалось, что все рекомбинантные микроорганизмы, как правило, менее вирулентны, т.е. менее болезнетворны, чем их исходные формы. Однако биологические феномены таковы, что о них никогда нельзя с уверенностью сказать: этого никогда не случится. Более правильно говорить так: вероятность того, что это случится, очень мала.Современные биотехнологииСовременные технологии основываются на использовании живых организмов и биологических процессов в промышленном производстве, на базе чего освоено массовое производство искусственных белков, питательных веществ и др. Освоено развитие микробиологический синтез ферментов, аминокислот, антибиотиков и т.д. Применяя генные технологии и используя естественные биоорганические материалы, синтезируются биологически активные вещества – гормональные препараты и соединения, которые стимулируют иммунитет. Кроме того, современные биотехнологии позволяют превратить отходы (древесины, соломы и прочее растительное сырьё) в ценные питательные белки. С помощью процесса гидролизации целлюлозы, как промежуточного продукта, с последующей нейтрализацией образующейся глюкозы и выведением солей, представляет собой субстрат микроорганизмов – дрожжевых грибков.