Перечислите основные открытия сделанные в биологии в 20 веке кратко

Обновлено: 05.07.2024

Для познания функционирования организмов животных и человека огромное значение имели эксперименты И. П. Павлова в области физиологии высшей нервной деятельности. Учёный изучал процесс взаимодействия живых организмов и внешней среды, реакция на влияние которой осуществляется через условные и безусловные рефлексы.

В 1920—1930-х гг. были проведены исследования, позволившие выделить из человеческого организма в чистом виде ферменты и витамины, а затем воспроизвести их химическим путём. Благодаря этому удаётся спасать людей от ряда болезней. Были получены принципиально новые лекарства — антибиотики, которые обладают свойством разрушать опасные для человека микроорганизмы. В годы Второй мировой войны антибиотики (особенно выделенный из плесени пенициллин) и синтезированные химические лекарства с аналогичными свойствами (стрептоцид и неорганические сульфиды) спасли жизни сотен тысяч людей. Быстро развивалось вакцинирование от разных болезней: кори, полиомиелита, проказы и т. д.

В 1940-х гг. учёные определили, что в генах находится дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК), которая является информационным носителем наследственных признаков. В 1950-х гг. англичанин Ф. Крик и американец Дж. Уотсон завершили создание модели ДНК, а вскоре удалось получить рентгенограммы молекулы ДНК и установить её структуру. В 1970-х гг. начала развиваться генная инженерия — целенаправленное конструирование новых, не существующих в природе сочетаний генов. В конце XX в. английские учёные клонировали овцу (получившую имя Долли). В 2000 г. американские исследователи установили генетическую структуру вибриона холеры; в лабораториях США и Англии расшифровали генетический код человека.

Виват отважные и жаждущие знаний! Сегодня мой веб-лайнер совершит для вас экскурсию по теме: самые важные открытия в биологии и медицине сделанные в 20-м веке. Вы узнаете о тех величайших достижениях учёных, которые помогли значительно улучшить здоровье, а также увеличить продолжительность нашей жизни. В путь друзья!

Предисловие

Открытия в области биологии, сделанные на протяжении 20 века, позволили существенно помочь в развитии всего человечества. Мы узнали много нового о значении витаминов и минеральных веществ, содержащихся в нашей пище.

Также была открыта роль различных химических соединений для нашего организма. К примеру таких, как гормоны. Кроме того, применение химических удобрений позволило резко повысить урожайность сельскохозяйственных культур.

Создание антибиотиков

Одним из немаловажных достижений медицины 20 века стало создание антибиотиков. Это особые лекарства, способные противостоять инфекциям бактериального происхождения.

В 1928 г английский учёный Александр Флеминг первым из медиков обратил внимание на то, что пенициллиновая культура может успешно предотвращать распространение бактерий.

А уже в 1941 г двое других учёных-химиков, Генри Флори и Эрнст Чейн, сумели выделить из неё активный компонент. Тем самым они первыми стали использовать очищенный пенициллин в качестве антибиотика.

Он тут же нашёл широкое применение во время Второй мировой войны при лечении раненых. А в наши дни его применяют для лечения самых разнообразных заболеваний.

Появление рентгена и эндоскопа

Рентгеновские лучи (особые волны энергии, способные проходить сквозь тело человека) были открыты в 1895 г немецким учёным Вильгельмом Рентгеном.

Они позволили врачам впервые заглянуть внутрь организма своих пациентов. Это значительно облегчило постановку точного диагноза и, соответственно, последующее лечение болезней.

В 1955 г были изобретены оптические волокна, или световоды, гибкие стеклянные нити, пропускающие свет. На основе волоконной оптики был создан эндоскоп.

Он представлял из себя что-то вроде гибкой оптической трубы, с помощью которой можно изучать внутренние органы тела.

Трансплантация органов

Огромный прогресс был достигнут и в хирургии. Лечение почти всех органов человека претерпело самые радикальные изменения.

Новые лекарства, появившиеся в начале столетия, позволили врачам гораздо эффективнее контролировать болевые ощущения и сознание своих пациентов.

Другим выдающимся достижением медицины 20 в является трансплантация органов и их искусственное создание. Начиная с 40-х гг стали применяться гемодиализаторы — аппараты, выполняющие функцию здоровой человеческой почки.

В 1950-е гг медицина сделала ещё один шаг вперёд. Была осуществлена первая успешная пересадка почки.

Пейсмейкер

В то же время первая операция по пересадке человеческого сердца была проведена лишь в 1967 г. За последующие два десятилетия новое сердце было пересажено большому количеству пациентов, но многие из них умерли, поскольку их организм отторгал чужеродный орган.

Это устройство помещается внутрь тела и стимулирует слабое сердце посредством электрических микроимпульсов.

Контрацепция и первое искусственное оплодотворение

В 20 веке были изобретены новые, более эффективные способы контрацепции. Наиболее надёжными из них являются оральные контрацептивы в виде пилюль, появившиеся в 60-е годы.

Эти средства значительно облегчили женскую участь. Однако в дальнейшем к ним стали относиться более настороженно. Дело в том, что у них были обнаружены некоторые побочные эффекты.

Значительные успехи были достигнуты и в области борьбы с женским бесплодием. В 1978 г было осуществлено первое искусственное оплодотворение

Открытие ДНК

Впоследствии учёным удалось выделить химическое вещество ДНК , служащее ключом к генетическому коду организма.

При этом, структура вещества по-прежнему оставалась загадкой

После 1945 г исследования в области ДНК начали проводиться в Великобритании сразу несколькими учёными. Ими были Фрэнсис Крик, Розалинд Франклин, Джеймс Уотсон и Морис Уилкинс.

Следствием их работы стало открытие в 1953 г структуры дезоксирибонуклеиновой кислоты. Крик и Уотсон построили пространственную модель сложнейшей молекулы ДНК в виде двух переплетающихся цепочек химических соединений.

В отдельных точках они были соединены между собой посредством химических связок

Такая форма стала называться двойной спиралью

Это открытие проложило дорогу генной инженерии. По другому, технологии изменения свойств организма путём трансформации его генетического кода. Генная инженерия позволила синтезировать такое органическое вещество, как человеческий инсулин. Его изобретение позволило эффективно лечить диабет.

Психология: Фрейд Юнг и Павлов

Психология как наука вплоть до 20 века была развита очень слабо. Австрийский учёный Зигмунд Фрейд (1856—1961) изобрёл особый метод извлечения из памяти своих пациентов скрытых там ассоциативных связей.

Позже данный метод получил название психоанализа

Цель его состояла в том, чтобы понять причины возникновения у больного тех или иных проблем, связанных с мышлением или физической деятельностью. Фрейд считал, что человеческое мышление включает в себя различные уровни понимания происходящего.

Русский учёный Иван Павлов длительное время изучал поведение собак и в итоге пришёл к выводу, что как животных так и людей можно приучить инстинктивно реагировать на тот или иной внешний раздражитель.

Он назвал это выработкой условного рефлекса

Вот такими величайшими открытиями в пользу всего человечества порадовало нас прошлое столетие. Мы же можем только познавать новое и освежать в памяти давно прочитанное))

Хромосомная теория наследственности. Клеточные структуры, несущие генетический материал. Метеоритная гипотеза вымирания динозавров. Изобретение хроматографии и электрофореза. Происхождение молекулярной биологии. Основание теории биологической эволюции.

Рубрика	Биология и естествознание
Вид	реферат
Язык	русский
Дата добавления	01.12.2013
Размер файла	34,8 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Важнейшие открытия в биологии ХХ века

В XX веке с переоткрытием законов Менделя начинается бурное развитие генетики. К 1920-м гг. не только формируется хромосомная теория наследственности, но и появляются первые работы, ставящие своей задачей интеграцию нового учения о наследственности и теории эволюции. После Второй мировой войны начинается развитие молекулярной биологии. Во второй половине XX века был достигнут значительный прогресс в изучении жизненных явлений на клеточном и молекулярном уровне.

Схематическое изображение кроссинговера из работы Т.Х. Моргана

Де Фриз пытался соединить новую генетическую теорию с теорией эволюции. Он первым предложил термин мутация для изменений генов. В 1920--1930-х годах появилась популяционная генетика. В работах Фишера, Холдейна и других авторов теория эволюции, в конце концов, объединилась с классической генетикой в синтетической теории эволюции.

В 1980 г. Луис Альварес предложил метеоритную гипотезу вымирания динозавров. Тогда же в начале 1980х годов были статистически исследованы и другие явления массового вымирания в истории земной жизни.

В начале ХХ в. началось исследование витаминов. Улучшение техники лабораторных работ, в частности, изобретение хроматографии и электрофореза стимулировало развитие физиологической химии, и биохимия постепенно отделилась от медицины в самостоятельную дисциплину. В 1920-х--1930-х годах Ханс Кребс, Карл и Герти Кори начали описание основных путей метаболизма углеводов: цикла трикарбоновых кислот, гликолиза, глюконеогенеза. Началось изучение синтеза стероидов и порфиринов. Между 1930ми и 1950ми годами Фриц Липман и другие авторы описали роль аденозинтрифосфата как универсального переносчика биохимической энергии в клетке, а также митохондрий как её главного источника энергии. Эти традиционно биохимические области исследования продолжают развиваться до сих пор.

Происхождение молекулярной биологии

В связи с появлением классической генетики многие биологи, в том числе, работающие в области физико-химической биологии, пытались установить природу гена. Для этой цели Фонд Рокфеллера учредил несколько грантов, а чтобы обозначить задачу, глава научного отдела Фонда Уоррен Уивер ещё в 1938 г. использовал термин молекулярная биология. Он и считается автором наименования этой области биологии.

Как и биохимия, смежные дисциплины бактериология и вирусология (позже объединенные в виде микробиологии) в то время бурно развивались на стыке медицины и других естественных наук. После выделения бактериофага начались исследования вирусов бактерий и их хозяев. Это создало базу для применения стандартизированных методов работы с генетически однородными микроорганизмами, которые давали хорошо воспроизводимые результаты, и позволило заложить основы молекулярной генетики.

Основание теории биологической эволюции

Ч. Дарвин устанавливает основные факторы биологической эволюции - изменчивость, наследственность и отбор.

Согласно Ч. Дарвину, исходными факторами биологической эволюции являются индивидуальная, филогенетическая изменчивость и наследование приобретенных в онтогенезе признаков. Однако явления изменчивости и наследственности еще не объясняют в полной мере действительных причин биологической эволюции. Изменчивость сама по себе не несет какой-либо целесообразности, поскольку происходящие изменения могут быть для организма как полезными, так и вредными. Наследственность, в свою очередь, закрепляет и фиксирует лишь то, что доставляет ей изменчивость. Поэтому стояла задача найти реальную движущую силу биологического прогресса. Такой движущей силой, по мнению Дарвина, выступает механизм отбора и борьба за существование. Принцип естественного отбора заключается в том, что из массы живых форм, нарождающихся в геометрической прогрессии, сохраняются только те, которые оказываются наиболее приспособленными к условиям жизни. Следовательно, отбор предполагает сохранность и накопление таких признаков, которые обеспечивают организму выживание и наилучшее существование. Естественный отбор, или сохранение полезных организму признаков, происходит в борьбе за существование. Она представляет собой сложные внутри - и межвидовые отношения организмов. Борьба организмов за жизнь внутри вида, межвидовая борьба и борьба с неблагоприятными условиями природы - вот факторы, заставляющие организм приобретать и удерживать только такие признаки, которые необходимы для приспособления к условиям внешней среды и сохранения жизни. Выяснив факторы биологической эволюции (изменчивость, наследственность и отбор), Ч. Дарвин должен был теперь объяснить причины многообразия видов растений и животных. На основе наблюдений за животными, живущими в естественных условиях жизни, а также, опираясь на опыты по селекции растений и животных, Ч. Дарвин пришел к выводу, что для выживания организму выгоднее всего отличаться, а не быть похожим на другое существо: из прогрессивно размножающихся живых форм остаются только те, которые более всего различаются, а все промежуточные формы обречены на гибель и вымирание. Таким образом, ученым впервые было дано научное обоснование эволюции живых организмов во времени и пространстве.

Открытие стволовых клеток

Один из первооткрывателей структуры ДНК, Джеймс Уотсон, комментируя открытие стволовых клеток, отметил, что устройство стволовой клетки уникально, поскольку под влиянием внешних инструкций она может превратиться в зародыш либо в линию специализированных соматических клеток.

Действительно, стволовые клетки - прародительницы всех без исключения типов клеток в организме. Они способны к самообновлению и, что самое главное, в процессе деления образуют специализированные клетки различных тканей. Таким образом, все клетки нашего организма возникают из стволовых клеток.

Стволовые клетки обновляют и замещают клетки, утраченные в результате каких-либо повреждений во всех органах и тканях. Они призваны восстанавливать и регенерировать организм человека с момента его рождения.

Потребности медицины в таком материале практически неограниченны. Только 10-20 процентов людей вылечиваются благодаря удачной пересадке органа. 70-80 процентов пациентов погибают без лечения на этапе ожидания операции.

Биоинженерия или биологическая инженерия -- направление науки и техники, развивающее применение инженерных принципов в биологии и медицине.

Биоинженерия (включая инженерию биологических систем) -- это применение понятий и методов биологии (и, во вторую очередь, физики, химии, математики и информатики) для решения актуальных проблем связанных с науками о живых организмах и/или их приложениями, с использованием аналитических и синтетических методологий инженерного дела, а также его традиционной чувствительности к стоимости и практичности найденных решений. В этой связи, в то время как традиционное инженерное дело применяет физику и математику для анализа, проектирования и изготовления неживых инструментов, структур и процессов, биологическая инженерия использует, в основном, быстро развивающуюся сферу молекулярной биологии для изучения и развития применения живых организмов.

Сфера деятельности биоинженерии простирается от создания искусственных органов с помощью технических средств или поиска способов выращивания органов и тканей методами регенеративной медицины для компенсации пониженных либо утраченных физиологических функций (биомедицинская инженерия) и до разработки генетически модифицированных организмов, например, сельскохозяйственных растений и животных (генетическая инженерия), а также молекулярного конструирования соединений с заданными свойствами (белковая инженерия, инженерная энзимология).

Особенно важным приложением биоинженерии является анализ и эффективное (в рамках затрат) решение проблем, связанных со здоровьем людей, однако, оно не единственное: биологическая инженерия охватывает намного большую сферу знаний.

Клонирование - это не экзотика. Клон (от греч. klon - ветвь, побег, отпрыск), ряд следующих друг за другом поколений наследственно однородных организмом (или отдельных клеток в культурах), образующихся в результате бесполого или вегетативного размножения от одного общего предка. Примером клона могут быть все сорта плодовых растений - груш, яблонь и др., полученные в результате размножения черенками, отводками, прививками, а также целые растения, выращенные из одной клетки. Однако в результате происходящих в пределах клона мутаций генотипическая однородность его относительна. У вегетативно размножаемых культурных растений (например, картофеля) часто сорта представляют собой отдельные клоны. Клонирование животных, искусственное получение генетически идентичных организмов с помощью экспериментальных манипуляций с яйцеклетками (ооцитами) и ядрами соматических клеток животных in vitro (в стекле, т. е в пробирке) и in vivo (на живом организме), подобно тому, как в природе появляются однояйцовые близнецы. Клонирование животных достигается в результате переноса ядра из дифференцированной клетки в неоплодотворенную яйцеклетку, у которой удалено собственное ядро, с последующей пересадкой реконструированной яйцеклетки в яйцевод приемной матери.

В конечном виде проблема клонирования животных была решена группой Яна Вильмута (Wilmut) в 1997, когда родилась овца по имени Долли - первое животное, полученное из ядра взрослой соматической клетки. В дальнейшем были проведены успешные эксперименты по клонированию различных млекопитающих с использованием ядер, взятых из взрослых соматических клеток животных (мышь, коза, свинья, корова).

Появление технологии клонирования животных вызвало не только большой научный интерес, но и привлекло внимание крупных компаний и финансового бизнеса во многих странах.

В целом технология клонирования животных еще находится в стадии развития. У большого числа полученных таким образом организмов наблюдаются различные патологии, приводящие к внутриутробной гибели или гибели сразу после рождения. Доля удачных опытов составляет 0,3-0,5%.

Клонирование - большая этическая проблема. В большом числе стран использование данной технологии применительно к человеку официально запрещено и преследуется по закону (США, Франция, Германия, Япония), причем во Франции, например, за эксперименты по клонированию человека предусмотрено тюремное заключение сроком до 20 лет.

Интеллект человека клонировать нельзя. Опять возникает проблема тела и "души живой".

Клонирование должно способствовать изучению проблем развития и старения организмов, лечения рака. В медицине представляется перспективной клеточная терапия на базе использования клонированных клеток. Такие клетки должны компенсировать недостаток и дефект собственных клеток организма и, главное, не будут отторгаться при трансплантации. Технология клонирования животных позволит, по-видимому, осуществлять и широкомасштабную ксенотрансплантацию органов, т.е. замену отдельных органов человека на соответствующие клонированные органы.

Список использованной литературы

наследственность хроматография молекулярный биология

2. Ващекин Н.П. Концепции современного естествознания.

3. Капица С.П., Курдюмов С.П., Малинецкий Г.Г. Синергетика и прогнозы будущего.

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Зарегистрироваться 15–17 марта 2022 г.

Описание презентации по отдельным слайдам:

Великие открытия XX века в области биологии Автор: Губарева Елена Валериевна учитель биологии, географии МБОУ ЦО №5 г. Тулы

Цель: изучить важнейшие открытия XX века в области биологии, повлиявшие на жизнь людей. Задачи: узнать об открытиях XX века в области биологии; определить значение данных открытий.

В 1907 году Росс Харрисон взял ткани эмбриона лягушки и смог вырастить на их основе новые нервные волокна, которые затем сохранял живыми в течение месяца. Выращивание и сохранение клеток вне организма Сегодня клеточные образцы можно поддерживать живыми почти бесконечно — ученые до сих пор экспериментируют с клеточными тканями женщины, которая умерла 50 лет назад.

Выделение чистого фермента Некоторые из его коллег сомневались в результатах годами, но в итоге и им пришлось сдаться. Работа Самнера принесла ему Нобелевскую премию в 1946 году. В 1926 году американский химик Джеймс Батчлер Самнер выделил уреазу, фермент, который расщепляет мочевину на химические компоненты.

Открытие стволовых клеток Стволовые клетки - это та основа, из которой развивается весь организм. Так, зародыш целиком состоит из стволовых клеток, которые начинают постепенно дифференцироваться в клетки будущих органов и тканей. Во взрослом организме стволовых клеток гораздо меньше, чем в новорожденном.

Значение стволовых клеток В случае повреждения какого-нибудь органа стволовые клетки направляются к очагу бедствия и превращаются в клетки больного органа, способствуя его восстановлению. Именно это свойство стволовых клеток легло в основу разработки методов их применения в терапевтических целях.

Секвенирование ДНК Британский ученый Фредерик Сэнгер вместе с американским биохимиком Уолтером Гилбертом в 1977 году опубликовали метод, который позволяет выяснить последовательность строительных блоков в цепи ДНК.

Болезни повреждения генов 1. Хpoнический грануломатоз 2. Кистозный фиброз 3. Болезнь Вильсона 4. Ранний рак груди/яичника 5. Мышечная дистрофия Эмери-Дрейфуса 6. Атрофия мышц позвоночника 7. Альбинизм глаза 8. Болезнь Альцгеймера 9. Наследственный паралич 10. Дистония Вероятно, в ближайшие годы станет возможной сверхранняя диагностика тяжелых заболеваний, а значит, и более успешная борьба с ними.

Клонирование 5 июля 1996 года родилась овечка Долли - первое млекопитающее, клонированное благодаря переносу ядра. Долли прожила с 1996 по 2003 год. Ее клонированием занимались Ян Вилмут и Кейт Кэмпбелл из Эдинбурга, (Шотландия) в Рослинском институте.

Выводы Один из старинных девизов гласит: “знание есть сила”. Наука делает человека могущественным перед силами природы. Великие научные открытия (и тесно связанные с ними технические изобретения) всегда оказывали колоссальное (и подчас совершенно неожиданное) воздействие на судьбы человеческой истории. Ученые не останавливаются на достигнутом и дальше будут удивлять нас своими открытиями.

Читайте также: