Pekerjaan laboratorium nomor 11 dalam biologi. Tugas untuk persilangan monohibrid

Nama keluarga dan ciri-ciri umum keluarga

nomor tanaman

Fitur spesies

nama spesies

tanaman pertama

tanaman kedua

Lebar

C. Linnaeus

I.Kant

A.N. Radishchev

A.Kaverznev

Lab #14

"Identifikasi perubahan antropogenik dalam ekosistem daerah mereka"

Target: mengidentifikasi perubahan antropogenik dalam ekosistem daerah dan menilai konsekuensinya.

Kemajuan.

Pertimbangkan skema peta wilayah di tahun yang berbeda.

Untuk mengungkapkan perubahan antropogenik dalam ekosistem lokal.

Menilai konsekuensi dari aktivitas ekonomi manusia.

Lab #15

"Menyusun skema untuk transfer zat dan energi (rantai makanan)"

Target: Untuk mengkonsolidasikan kemampuan untuk menentukan dengan benar urutan organisme dalam rantai makanan, menyusun jaring trofik, dan membangun piramida biomassa.

Kemajuan.

1. Sebutkan organisme yang harus ada di tempat yang hilang dari rantai makanan berikut:

Dari daftar organisme hidup yang diusulkan, buat jaring makanan: rumput, semak beri, lalat, titmouse, katak, ular, kelinci, serigala, bakteri pembusuk, nyamuk, belalang. Tunjukkan jumlah energi yang berpindah dari satu tingkat ke tingkat lainnya.

Mengetahui aturan transfer energi dari satu tingkat trofik ke yang lain (sekitar 10%), membangun piramida biomassa dari rantai makanan ketiga (tugas 1). Biomassa tanaman adalah 40 ton.

Kesimpulan: apa yang dicerminkan oleh aturan piramida ekologi?

Nomor laboratorium 16

"Karakteristik komparatif ekosistem alami dan agroekosistem distrik Kupinsky"

3. Membuat kesimpulan tentang langkah-langkah yang diperlukan untuk menciptakan ekosistem buatan yang berkelanjutan.

Nomor laboratorium 17

“Studi Perubahan Ekosistem Pada Model Biologi (Akuarium)”

Target: pada contoh ekosistem buatan, untuk melacak perubahan yang terjadi di bawah pengaruh kondisi lingkungan.

Kemajuan.

Kondisi apa yang harus diperhatikan saat membuat ekosistem akuarium.

Jelaskan akuarium sebagai ekosistem, yang menunjukkan faktor lingkungan abiotik, biotik, komponen ekosistem (produsen, konsumen, pengurai).

Membuat rantai makanan di akuarium.

Perubahan apa yang dapat terjadi di akuarium jika:

jatuh sinar matahari langsung;

tinggal di akuarium sejumlah besar ikan.

5. Menarik kesimpulan tentang akibat dari perubahan ekosistem.

Nomor laboratorium 18

"Menyelesaikan masalah lingkungan"

Target: Pelajari cara memecahkan masalah lingkungan sederhana.

Kemajuan.

Tugas nomor 1.

Mengetahui aturan sepuluh persen, hitung berapa banyak rumput yang Anda butuhkan untuk menumbuhkan seekor elang dengan berat 5 kg (rantai makanan: rumput - kelinci - elang). Terima secara kondisional bahwa pada setiap tingkat trofik hanya perwakilan dari tingkat sebelumnya yang selalu dimakan.

Tugas nomor 2.

Di atas lahan seluas 100 km 2 penebangan sebagian hutan tahunan. Pada saat pengorganisasian cadangan, 50 rusa dicatat di wilayah ini. Setelah 5 tahun, jumlah rusa meningkat menjadi 650 ekor. Setelah 10 tahun berikutnya, jumlah rusa menurun menjadi 90 ekor dan stabil pada tahun-tahun berikutnya pada tingkat 80-110 ekor.

Tentukan jumlah dan kepadatan populasi rusa:

a) pada saat pembuatan cadangan;

b) 5 tahun setelah pembentukan cadangan;

c) 15 tahun setelah pembentukan cadangan.

Tugas #3

Kandungan total karbon dioksida di atmosfer bumi adalah 1100 miliar ton Telah ditetapkan bahwa dalam satu tahun vegetasi mengasimilasi hampir 1 miliar ton karbon. Kira-kira jumlah yang sama dilepaskan ke atmosfer. Tentukan berapa tahun semua karbon di atmosfer akan melewati organisme (berat atom karbon adalah 12, oksigen adalah 16).

Larutan:

Mari kita hitung berapa ton karbon yang terkandung di atmosfer bumi. Kami membuat proporsi: (massa molar karbon monoksida M (CO 2) = 12 t + 16 * 2 t = 44 t)

44 ton karbon dioksida mengandung 12 ton karbon

Dalam 1.100.000.000.000 ton karbon dioksida - X ton karbon.

44/1 100.000,000,000 = 12/X;

X \u003d 1.100.000.000.000 * 12/44;

X = 300.000.000.000 ton

Ada 300.000.000.000 ton karbon di atmosfer modern Bumi.

Sekarang kita perlu mencari tahu berapa lama jumlah karbon untuk "melewati" tanaman hidup. Untuk melakukan ini, perlu untuk membagi hasil yang diperoleh dengan konsumsi tahunan karbon oleh tanaman di Bumi.

X = 300.000.000.000 ton / 1.000.000.000 ton per tahun

X = 300 tahun.

Dengan demikian, semua karbon atmosfer dalam 300 tahun akan sepenuhnya berasimilasi oleh tanaman, akan menjadi bagian dari mereka dan akan kembali jatuh ke atmosfer bumi.

Nomor laboratorium 19

“Analisis dan penilaian konsekuensi dari aktivitas sendiri di lingkungan,

Masalah lingkungan global dan cara mengatasinya"

Target: mempelajari tentang akibat dari aktivitas manusia terhadap lingkungan.

Kemajuan.

Isi tabelnya:

3. Jawab pertanyaan: Apa masalah lingkungan, menurut Anda yang paling serius dan membutuhkan solusi segera? Mengapa?

Workshop biologi untuk kelas 11. Lokakarya terakhir mencakup 6 kerja praktek.

"Laboratorium No. 1"

Pekerjaan laboratorium No. 1 Identifikasi variabilitas pada individu dari spesies yang sama.

Objektif:

Untuk membentuk konsep variabilitas organisme, pelajari cara menemukan tanda-tanda variabilitas herediter dalam perwakilan berbagai varietas tanaman dan ras hewan.

Kemajuan:

1. Pertimbangkan gambar yang diusulkan dari organisme yang termasuk dalam spesies yang sama. Sorot Fitur struktur luar, umum untuk semua perwakilan dari spesies yang sama, serta fitur struktural di mana mereka berbeda.

2. Analisis atas dasar apa pemilihan dilakukan, sebagai akibatnya varietas dan breed yang ditunjukkan dalam tabel terbentuk.

Urutkan opsi ke dalam kolom.

ukuran buah

hasil susu

penampilan

komposisi kimia susu

komposisi kimia buah-buahan

karakter (agresif atau baik hati)

massa otot

tingkat pematangan tanaman

tanggapan perilaku khusus

3. Untuk mengontrol pengetahuan, berikan jawaban atas pertanyaan tes:

1) Bentuk morfologis yang berbeda dari perwakilan spesies yang sama yang ditunjukkan kepada Anda adalah:

a.mutasi genetik

b) hasil seleksi buatan

c) hasil seleksi alam

2) Varietas tanaman yang dibiakkan secara buatan oleh manusia disebut:

a) regangan

c) keturunan

e) populasi

3) Varietas hewan yang dibiakkan secara buatan oleh manusia disebut:

a) regangan

c) keturunan

e) populasi

4) Sebagai hasil seleksi buatan, organisme:

a) memperoleh sifat yang berguna bagi manusia

b) memperoleh properti yang memastikan kemampuan beradaptasi pribadi terhadap lingkungan

c) kehilangan kemampuan untuk bereproduksi

4. Buatlah kesimpulan dari pekerjaan yang dilakukan.

Varietas apel

Ras sapi

Lihat konten dokumen
"Laboratorium No.2"

Lab #2

Identifikasi adaptasi organisme terhadap lingkungan

Target:

Untuk membentuk konsep adaptasi organisme terhadap lingkungan, untuk mengkonsolidasikan kemampuan untuk menyoroti fitur-fitur adaptasi organisme terhadap lingkungan.

Kemajuan:

1. Pertimbangkan gambar yang diusulkan dari beberapa tanaman. Bandingkan fitur struktur mereka. Menarik kesimpulan tentang kondisi kehidupan mereka.

2. Menentukan ciri-ciri struktur dan fisiologi tumbuhan sukulen (kaktus) apa yang menyebabkan berbagai efek adaptif terhadap habitatnya. Tempatkan karakteristik yang relevan di sel yang sesuai dari tabel terlampir.

3. Menentukan ciri-ciri struktur dan fisiologi tumbuhan air (teratai) yang menyebabkan berbagai efek adaptif terhadap habitatnya. Tempatkan karakteristik yang relevan di sel yang sesuai dari tabel terlampir.

4. Pertimbangkan gambar yang diusulkan dari dua hewan yang disesuaikan dengan lingkungan akuatik habitat (perwakilan kelas Ikan bertulang rawan - hiu, dan perwakilan kelas Mamalia - lumba-lumba). Analisis yang mana fitur umum struktur dan fungsi organisme mereka menentukan kemampuan beradaptasi mereka terhadap gaya hidup akuatik. Analisislah ciri-ciri struktur dan fungsi organisme mereka, yang menentukan kesesuaian ini, yang spesifik untuk masing-masing spesies ini. Untuk melakukan ini, masukkan karakteristik yang diusulkan oleh skenario di sel tabel yang diperlukan.

5. Untuk mengontrol pengetahuan, berikan jawaban atas pertanyaan tes.

6. Membuat kesimpulan tentang kemampuan beradaptasi organisme terhadap lingkungannya.

Kontrol pengetahuan:

Duri kaktus, teratai dan daun stroberi:

adalah organ homolog

adalah tubuh yang mirip

melakukan fungsi yang sama

memiliki struktur yang sama

Kesamaan bentuk tubuh ikan hiu dan lumba-lumba adalah contohnya:

perbedaan fitur

konvergensi fitur

aromorfosis

spesiasi

Keunikan struktur dan gaya hidup, yang mencerminkan adaptasi spesies terhadap faktor kompleks lingkungan luar, disebut

struktur luar

struktur internal

bentuk kehidupan

kelompok lingkungan

Kemampuan beradaptasi organisme yang termasuk dalam kelompok sistematis yang berbeda dengan kondisi lingkungan yang sama dapat dimanifestasikan dalam:

kesamaan genetik

kesamaan morfologi

Adaptasi organisme terhadap lingkungan muncul dan diperbaiki:

dalam proses seleksi alam

dalam proses seleksi buatan

secara tidak sengaja karena mutasi

Adaptasi organisme terhadap lingkungan ditandai dengan:

fitur bentuk tubuh

fitur struktur internal organisme

ciri-ciri tingkah laku hewan

semua yang di atas

Lihat konten dokumen
"Lab No.5"

Lab #5

Perbandingan karakteristik ekosistem alam (padang rumput) dan agrosistem (ladang gandum).

Objektif: Belajar membandingkan biogeocenosis dan agrocenosis alami; menjelaskan alasan persamaan dan perbedaan yang terungkap; dapat memprediksi perubahan di dalamnya.

Kemajuan:

1. Menilai kekuatan pendorong yang membentuk alam dan agroekosistem.

2. Hargai beberapa karakteristik kuantitatif ekosistem.

3. Isi tabel 1.

4. Bandingkan ekosistem alami dan agrocenosis yang ditunjukkan pada gambar, pilih karakteristik yang benar dari opsi yang diusulkan.

5. Isi tabel 2.

Tabel 1.

: lebih, kurang, tindakan ditujukan untuk mencapai produktivitas maksimum, mempengaruhi ekosistem, efek pada ekosistem minimal, tidak mempengaruhi ekosistem, lebih, kurang.

Meja 2.

Pilih dari daftar dan tambahkan ke tabel: kehadiran konsumen dalam rantai makanan, elemen wajib dari rantai makanan adalah seseorang, dicirikan oleh berbagai relung ekologi, bagian dari energi atau bahan kimia dapat diperkenalkan secara artifisial oleh seseorang, zat anorganik yang diekstraksi oleh produsen dikembalikan ke tanah, keberadaan produsen dalam rantai makanan, keberadaan pengurai dalam rantai makanan, ekosistem yang stabil dalam waktu tanpa campur tangan manusia, zat anorganik yang diekstraksi oleh produsen dari tanah dikeluarkan dari ekosistem, ekosistem dengan cepat hancur tanpa campur tangan manusia, manusia memiliki sedikit efek pada siklus zat, sumber energi utama adalah matahari.

Kesimpulan.

Lihat konten dokumen
"Laboratorium #3"

Kerja Praktek3.

“Analisis dan evaluasi aspek etik pengembangan beberapa penelitian di bidang bioteknologi”

Target: Menganalisis aspek perkembangan beberapa penelitian di bidang bioteknologi.

Peralatan: materi teoritis pada topik, kartu tugas.

Kemajuan.

Latihan 1.

Pelajari materi teori dengan topik "Bioteknologi adalah ..." dan isi tabel:

Tugas 2. Mempelajari materi teori tentang topik "Kloning" dan mengisi tabel:

Menarik kesimpulan tentang masalah etika bioteknologi.

Aplikasi untuk PR 3 (materi teoritis)

Teknologi dengan awalan "bio"

Rekayasa genetika dan sel
Rekayasa genetika dan sel adalah metode (alat) terpenting yang mendasari bioteknologi modern.
Metode rekayasa sel ditujukan untuk membangun jenis sel baru. Mereka dapat digunakan untuk membuat ulang sel yang layak dari fragmen individu. sel yang berbeda, untuk menggabungkan seluruh sel milik spesies yang berbeda untuk membentuk sel yang membawa materi genetik dari kedua sel asli, dan operasi lainnya.

Metode rekayasa genetika ditujukan untuk membangun kombinasi baru gen yang tidak ada di alam. Sebagai hasil dari penggunaan metode rekayasa genetika, dimungkinkan untuk memperoleh molekul RNA dan DNA rekombinan (dimodifikasi), di mana gen individu (mengkodekan produk yang diinginkan) diisolasi dari sel-sel suatu organisme. Setelah manipulasi tertentu dengan gen-gen ini, mereka dimasukkan ke dalam organisme lain (bakteri, ragi, dan mamalia), yang, setelah menerima gen (gen) baru, akan dapat mensintesis produk akhir dengan sifat-sifat yang diubah ke arah yang diperlukan seseorang. Dengan kata lain, Rekayasa genetika memungkinkan untuk memperoleh kualitas tertentu (diinginkan) dari organisme yang dimodifikasi atau dimodifikasi secara genetik atau yang disebut tanaman dan hewan "transgenik".

Rekayasa genetika telah menemukan aplikasi terbesarnya di pertanian dan dalam kedokteran.

Orang selalu berpikir tentang bagaimana belajar mengendalikan alam, dan mencari cara untuk mendapatkan, misalnya, tanaman dengan kualitas yang lebih baik: dengan hasil tinggi, buah lebih besar dan lebih enak, atau dengan ketahanan dingin yang meningkat. Sejak zaman kuno, seleksi telah menjadi metode utama yang digunakan untuk tujuan ini. Ini telah banyak digunakan sampai saat ini dan ditujukan untuk menciptakan varietas baru dan meningkatkan yang ada dari tanaman budidaya, breed hewan peliharaan dan strain mikroorganisme dengan sifat dan sifat yang berharga bagi manusia.

Pemuliaan didasarkan pada pemilihan tanaman (hewan) dengan sifat-sifat yang disukai dan persilangan lebih lanjut dari organisme tersebut, sementara rekayasa genetika memungkinkan Anda untuk secara langsung mengganggu perangkat genetik sel. Penting untuk dicatat bahwa dalam proses pemuliaan tradisional sangat sulit untuk mendapatkan hibrida dengan kombinasi yang diinginkan dari sifat-sifat yang berguna, karena fragmen genom yang sangat besar dari masing-masing orang tua ditransfer ke keturunannya, sementara metode rekayasa genetika membuat mungkin untuk bekerja paling sering dengan satu atau beberapa gen, dan modifikasinya tidak mempengaruhi kerja gen lain. Akibatnya, tanpa kehilangan orang lain properti yang berguna tanaman, dimungkinkan untuk menambahkan satu atau lebih sifat yang berguna, yang sangat berharga untuk menciptakan varietas baru dan bentuk tanaman baru. Menjadi mungkin untuk mengubah tanaman, misalnya, ketahanan terhadap iklim dan stres, atau kepekaan mereka terhadap serangga atau penyakit yang umum di daerah tertentu, terhadap kekeringan, dll. Para ilmuwan bahkan berharap untuk mendapatkan spesies pohon yang tahan api. Penelitian ekstensif sedang dilakukan untuk meningkatkan nilai gizi berbagai tanaman pertanian seperti jagung, kedelai, kentang, tomat, kacang polong, dll.

Secara historis, ada "tiga gelombang" dalam penciptaan tanaman rekayasa genetika:

Gelombang kedua - awal tahun 2000-an - penciptaan tanaman dengan sifat konsumen baru: biji minyak dengan kandungan tinggi dan komposisi minyak, buah-buahan dan sayuran yang dimodifikasi dengan kandungan vitamin yang tinggi, biji-bijian yang lebih bergizi, dll.

Saat ini, para ilmuwan sedang menciptakan tanaman "gelombang ketiga" yang akan muncul di pasar dalam 10 tahun ke depan: pabrik vaksin, pabrik bioreaktor untuk produksi produk industri (komponen untuk berbagai macam plastik, pewarna, minyak teknis, dll.), tanaman - pabrik obat, dll.

Pekerjaan rekayasa genetika di peternakan memiliki tugas yang berbeda. Tujuan yang sepenuhnya dapat dicapai dengan tingkat teknologi saat ini adalah penciptaan hewan transgenik dengan gen target tertentu. Misalnya, gen untuk beberapa hormon hewan yang berharga (misalnya, hormon pertumbuhan) secara artifisial dimasukkan ke dalam bakteri, yang mulai memproduksinya dalam jumlah besar. Contoh lain: kambing transgenik, sebagai hasil dari pengenalan gen yang sesuai, dapat menghasilkan protein spesifik, faktor VIII, yang mencegah perdarahan pada pasien dengan hemofilia, atau enzim, trombokinase, yang mendorong resorpsi bekuan darah dalam darah. pembuluh darah, yang penting untuk pencegahan dan pengobatan tromboflebitis pada orang. Hewan transgenik menghasilkan protein ini lebih cepat, dan metodenya sendiri jauh lebih murah daripada yang tradisional.

Pada akhir 90-an abad XX. Ilmuwan AS hampir mendapatkan hewan ternak dengan mengkloning sel embrio, meskipun arah ini masih membutuhkan penelitian serius lebih lanjut. Tetapi dalam xenotransplantasi - transplantasi organ dari satu jenis organisme hidup ke yang lain - hasil yang tidak diragukan telah dicapai. Keberhasilan terbesar telah diperoleh dengan menggunakan babi dengan gen manusia yang ditransfer dalam genotipe sebagai donor berbagai organ. Dalam hal ini, ada risiko minimal penolakan organ.

Ilmuwan juga menyarankan bahwa transfer gen akan membantu mengurangi alergi seseorang terhadap susu sapi. Perubahan DNA sapi yang ditargetkan juga harus mengarah pada pengurangan kandungan asam lemak jenuh dan kolesterol dalam susu, yang akan membuatnya lebih bermanfaat bagi kesehatan.
Potensi bahaya penggunaan organisme hasil rekayasa genetika dinyatakan dalam dua aspek: keamanan pangan bagi kesehatan manusia dan konsekuensi lingkungan. Oleh karena itu, langkah terpenting dalam pembuatan produk rekayasa genetika adalah pemeriksaan yang komprehensif untuk menghindari risiko bahwa produk tersebut mengandung protein yang menyebabkan alergi, zat beracun, atau zat baru. komponen berbahaya.

Nilai bioteknologi untuk kedokteran .
Selain penerapannya yang luas di bidang pertanian, seluruh cabang industri farmasi, yang disebut "industri DNA", telah muncul atas dasar rekayasa genetika dan merupakan salah satu cabang bioteknologi modern. Lebih dari seperempat dari semua obat-obatan yang saat ini digunakan di dunia mengandung bahan-bahan dari tumbuhan. Tanaman rekayasa genetika murah dan sumber yang aman untuk mendapatkan protein obat yang berfungsi penuh (antibodi, vaksin, enzim, dll.) untuk manusia dan hewan. Contoh penerapan rekayasa genetika dalam kedokteran juga produksi insulin manusia melalui penggunaan bakteri rekayasa genetika, produksi eritropoietin (hormon yang merangsang pembentukan sel darah merah di sumsum tulang. Peran fisiologis hormon ini adalah untuk mengatur produksi eritrosit tergantung pada kebutuhan tubuh akan oksigen) dalam kultur sel (yaitu di luar tubuh manusia) atau keturunan baru tikus percobaan untuk penelitian ilmiah.

Perkembangan metode rekayasa genetika berdasarkan penciptaan DNA rekombinan telah menyebabkan "ledakan bioteknologi" yang sedang kita saksikan. Berkat pencapaian ilmu pengetahuan di bidang ini, menjadi mungkin tidak hanya untuk membuat "reaktor biologis", hewan transgenik, tanaman yang dimodifikasi secara genetik, tetapi juga untuk melakukan sertifikasi genetik (studi lengkap dan analisis genotipe manusia, biasanya dilakukan keluar segera setelah lahir, untuk menentukan kecenderungan berbagai penyakit, kemungkinan reaksi yang tidak memadai (alergi) terhadap obat-obatan tertentu, serta kecenderungan untuk jenis tertentu kegiatan). Sertifikasi genetik memungkinkan untuk memprediksi dan mengurangi risiko kardiovaskular dan penyakit onkologi, untuk menyelidiki dan mencegah penyakit neurodegeneratif dan proses penuaan, untuk menganalisis karakteristik neurofisiologis seseorang pada tingkat molekuler), diagnosis penyakit genetik, pembuatan vaksin DNA, terapi gen berbagai penyakit dll.

Pada abad ke-20, di sebagian besar negara di dunia, upaya utama kedokteran ditujukan untuk memerangi penyakit menular, mengurangi kematian bayi, dan meningkatkan harapan hidup. Negara-negara dengan sistem kesehatan yang lebih maju telah sangat berhasil dalam jalur ini sehingga mereka menemukan kemungkinan untuk mengalihkan fokus ke pengobatan. penyakit kronis, penyakit dari sistem kardio-vaskular dan penyakit onkologi, karena kelompok penyakit inilah yang memberikan persentase kematian terbesar.

Pada saat yang sama, metode dan pendekatan baru sedang dicari. Adalah penting bahwa sains membuktikan peran penting dari kecenderungan turun-temurun dalam terjadinya penyakit yang meluas seperti: penyakit iskemik penyakit jantung, hipertensi, tukak lambung pada lambung dan duodenum, psoriasis, asma bronkial, dll. Menjadi jelas bahwa untuk pengobatan yang efektif dan pencegahan penyakit ini yang ditemui dalam praktik dokter dari semua spesialisasi, perlu diketahui mekanismenya interaksi antara lingkungan dan faktor keturunan dalam asal dan perkembangannya, dan, akibatnya, kemajuan lebih lanjut dalam perawatan kesehatan tidak mungkin tanpa pengembangan metode bioteknologi dalam kedokteran. Dalam beberapa tahun terakhir, bidang-bidang inilah yang dianggap prioritas dan berkembang pesat.

Relevansi melakukan penelitian genetik yang dapat diandalkan berdasarkan pendekatan bioteknologi juga jelas karena lebih dari 4.000 penyakit keturunan diketahui hingga saat ini. Sekitar 5-5,5% anak dilahirkan dengan penyakit keturunan atau bawaan. Sedikitnya 30% kematian bayi selama kehamilan dan pada masa nifas disebabkan oleh kelainan kongenital dan penyakit keturunan. Setelah 20-30 tahun, banyak penyakit mulai muncul, di mana seseorang hanya memiliki kecenderungan turun-temurun. Ini terjadi di bawah pengaruh berbagai faktor lingkungan: kondisi kehidupan, kebiasaan buruk, komplikasi setelah penyakit, dll.

Saat ini, peluang praktis telah muncul untuk secara signifikan mengurangi atau memperbaiki dampak negatif dari faktor keturunan. Genetika medis telah menjelaskan bahwa banyak mutasi gen disebabkan oleh interaksi dengan kondisi yang merugikan lingkungan, dan, akibatnya, dengan memecahkan masalah lingkungan, adalah mungkin untuk mengurangi kejadian kanker, alergi, penyakit kardiovaskular, diabetes, penyakit kejiwaan dan bahkan beberapa penyakit menular. Pada saat yang sama, para ilmuwan dapat mengidentifikasi gen yang bertanggung jawab atas manifestasi berbagai patologi dan berkontribusi pada peningkatan harapan hidup. Saat menggunakan metode genetika medis, hasil yang baik diperoleh dalam pengobatan 15% penyakit, sehubungan dengan hampir 50% penyakit, peningkatan yang signifikan diamati.

Dengan demikian, pencapaian signifikan dalam genetika telah memungkinkan tidak hanya untuk mencapai tingkat molekuler mempelajari struktur genetik tubuh, tetapi juga untuk mengungkapkan esensi dari banyak penyakit manusia yang serius, untuk mendekati terapi gen.

Selain itu, berdasarkan pengetahuan genetik medis, peluang telah muncul untuk diagnosis dini penyakit keturunan dan pencegahan patologi herediter tepat waktu.

Bidang genetika medis yang paling penting saat ini adalah pengembangan metode baru untuk mendiagnosis penyakit keturunan, termasuk penyakit dengan kecenderungan turun-temurun. Saat ini, tidak ada yang terkejut dengan diagnostik pra-implantasi - metode untuk mendiagnosis embrio pada tahap awal perkembangan intrauterin, ketika seorang ahli genetika, mengekstraksi hanya satu sel anak masa depan dengan ancaman minimal terhadap hidupnya, membuat diagnosis yang akurat. atau memperingatkan kecenderungan turun-temurun untuk penyakit tertentu.

Sebagai disiplin teoritis dan klinis, genetika medis terus berkembang pesat di berbagai arah: studi tentang genom manusia, sitogenetika, genetika molekuler dan biokimia, imunogenetika, genetika perkembangan, genetika populasi, dan genetika klinis.
Berkat meningkatnya penggunaan metode bioteknologi dalam farmasi dan kedokteran, konsep baru "pengobatan yang dipersonalisasi" telah muncul, ketika perawatan pasien dilakukan atas dasar individunya, termasuk fitur genetik, dan bahkan obat-obatan yang digunakan dalam proses pengobatan dibuat secara individual untuk setiap individu pasien, dengan mempertimbangkan kondisinya. Munculnya obat-obatan semacam itu menjadi mungkin, khususnya, karena penggunaan metode bioteknologi seperti hibridisasi (fusi buatan) sel. Proses hibridisasi sel dan produksi hibrida belum sepenuhnya dipelajari dan dikembangkan, tetapi penting bahwa dengan bantuan mereka menjadi mungkin untuk menghasilkan antibodi monoklonal. Antibodi monoklonal adalah protein "pelindung" khusus yang diproduksi oleh sel-sel sistem kekebalan manusia sebagai respons terhadap munculnya agen asing (disebut antigen) dalam darah: bakteri, virus, racun, dll. Antibodi monoklonal memiliki spesifisitas yang luar biasa dan unik, dan setiap antibodi hanya mengenali antigennya sendiri, mengikatnya, dan membuatnya aman bagi manusia. Dalam pengobatan modern, antibodi monoklonal banyak digunakan untuk tujuan diagnostik. Saat ini, mereka juga digunakan sebagai obat yang sangat efektif untuk pengobatan individu pasien yang menderita penyakit serius seperti kanker, AIDS, dll.

Kloning

Kloning merupakan salah satu metode yang digunakan dalam bioteknologi untuk menghasilkan keturunan yang identik melalui reproduksi aseksual. Jika tidak, kloning dapat didefinisikan sebagai proses membuat salinan identik secara genetik dari satu sel atau organisme. Artinya, organisme yang diperoleh sebagai hasil kloning serupa tidak hanya secara eksternal, tetapi juga informasi genetik tertanam di dalamnya adalah persis sama.

Istilah "kloning" berasal dari kata Bahasa Inggris kloning, kloning (ranting, pucuk, keturunan), yang mengacu pada sekelompok tanaman (misalnya, pohon buah-buahan) yang diperoleh dari tanaman penghasil tunggal secara vegetatif (bukan biji). Kemudian, nama "kloning" dipindahkan ke teknologi yang dikembangkan untuk memperoleh organisme yang identik, juga disebut sebagai "substitusi". inti sel". Organisme yang diperoleh dengan menggunakan teknologi ini dikenal sebagai klon. Pada akhir 1990-an, kemungkinan penggunaan teknologi ini untuk mendapatkan individu manusia yang identik secara genetik menjadi jelas, yaitu kloning manusia menjadi kenyataan.

Di alam, kloning tersebar luas di berbagai organisme. Pada tumbuhan, kloning alami terjadi ketika berbagai cara reproduksi vegetatif, pada hewan - selama partenogenesis dan berbagai bentuk poliembrioni (poliembrioni: dari "poli-" dan embrion Yunani - "embrio" - pembentukan beberapa embrio (kembar) pada hewan dari satu zigot sebagai akibat dari pembagian yang salah karena pengaruh faktor acak). Pada manusia, contoh poliembrioni adalah kelahiran kembar identik, yang merupakan klon alami. Reproduksi klon tersebar luas di antara krustasea dan serangga.

Domba Dolly menjadi organisme multiseluler kloning artifisial pertama pada tahun 1997. Pada tahun 2007, salah satu pencipta domba kloning, Elizabeth II, dianugerahi gelar ksatria untuk pencapaian ilmiah ini.

Inti dari teknik "transfer nuklir" yang digunakan dalam kloning adalah penggantian inti sel telur yang dibuahi dengan inti yang diekstraksi dari sel tubuh, salinan genetik yang tepat yang direncanakan akan diperoleh. Sampai saat ini, tidak hanya metode telah dikembangkan untuk mereproduksi organisme dari mana sel itu diambil, tetapi juga dari mana materi genetik diambil. Ada peluang potensial untuk mereproduksi organisme mati, bahkan dalam kasus ketika bagian minimal yang tersisa darinya - hanya materi genetik (DNA) yang dapat diisolasi dari mereka.

Kloning organisme bisa lengkap atau sebagian. Dengan kloning penuh, seluruh organisme diciptakan kembali, dan dengan kloning parsial, hanya jaringan tubuh tertentu yang diciptakan kembali.

Teknologi menciptakan kembali seluruh organisme sangat menjanjikan jika diperlukan untuk melestarikan spesies hewan langka atau untuk memulihkan spesies yang punah.

Kloning parsial - dapat menjadi arah terpenting dalam kedokteran, karena jaringan kloning dapat mengkompensasi kekurangan dan cacat jaringan tubuh manusia sendiri dan, yang paling penting, mereka tidak ditolak selama transplantasi. Kloning terapeutik semacam itu pada awalnya tidak melibatkan perolehan seluruh organisme. Perkembangannya sengaja dihentikan di tahap awal, dan sel-sel yang dihasilkan, yang disebut sel induk embrionik (sel induk embrionik atau germinal - sel paling primitif yang muncul pada tahap awal perkembangan embrio, mampu berkembang menjadi semua sel organisme dewasa), digunakan untuk menghasilkan jaringan yang diperlukan atau lainnya produk biologis. Telah dibuktikan secara eksperimental bahwa kloning terapeutik juga dapat berhasil digunakan untuk mengobati beberapa penyakit manusia yang masih dianggap tidak dapat disembuhkan (penyakit Alzheimer, penyakit Parkinson, serangan jantung, stroke, diabetes, kanker, leukemia, dll.), akan menghindari kelahiran penyakit. anak-anak dengan sindrom Down dan penyakit genetik lainnya. Para ilmuwan melihat peluang untuk berhasil menggunakan teknik kloning untuk melawan penuaan dan meningkatkan harapan hidup. Aplikasi terpenting dari teknologi ini adalah bidang reproduksi - pada infertilitas, baik pada wanita maupun pria.

Prospek baru juga terbuka untuk penerapan kloning di bidang pertanian dan peternakan. Dengan kloning, dimungkinkan untuk mendapatkan hewan dengan produktivitas tinggi telur, susu, wol, atau hewan semacam itu yang mengeluarkan diperlukan untuk seseorang enzim (insulin, interferon, dll). Dengan menggabungkan teknik rekayasa genetika dengan kloning, dimungkinkan untuk mengembangkan tanaman pertanian transgenik yang dapat mempertahankan diri terhadap hama atau tahan terhadap penyakit tertentu.

Hanya beberapa kemungkinan yang terbuka melalui penggunaan ini teknologi terbaru. Namun, dengan segala keuntungan dan prospeknya, yang sangat penting untuk memecahkan banyak masalah umat manusia, kloning adalah salah satu bidang ilmu pengetahuan dan praktik medis yang paling banyak dibicarakan. Hal ini disebabkan belum terselesaikannya seluruh kompleks moral, etika dan aspek hukum yang berkaitan dengan manipulasi dengan seks dan sel induk, nasib embrio dan kloning manusia.

Beberapa aspek etika dan hukum dari penerapan metode bioteknologi

Etika adalah doktrin moralitas, yang menurutnya kebajikan utama adalah kemampuan untuk menemukan tengah antara dua ekstrem. Ilmu ini didirikan oleh Aristoteles.

Bioetika adalah bagian dari etika yang mempelajari sisi moral dari aktivitas manusia dalam kedokteran dan biologi. Istilah ini diusulkan oleh V.R. Potter pada tahun 1969
Dalam arti sempit, bioetika mengacu pada berbagai masalah etika di bidang kedokteran. Dalam arti luas, bioetika mengacu pada studi masalah sosial, lingkungan, medis dan sosial-hukum yang berkaitan tidak hanya dengan manusia, tetapi juga dengan organisme hidup yang termasuk dalam ekosistem. Artinya, memiliki orientasi filosofis, mengevaluasi hasil pengembangan teknologi dan ide baru dalam kedokteran, bioteknologi dan biologi secara umum.

Metode bioteknologi modern memiliki potensi yang begitu kuat dan belum sepenuhnya dieksplorasi sehingga penggunaannya secara luas hanya dimungkinkan dengan kepatuhan yang ketat terhadap standar etika. Prinsip-prinsip moral yang ada dalam masyarakat mewajibkan untuk mencari kompromi antara kepentingan masyarakat dan individu. Apalagi kepentingan individu saat ini ditempatkan di atas kepentingan masyarakat. Oleh karena itu, kepatuhan dan pengembangan lebih lanjut dari norma-norma etika di bidang ini harus diarahkan, pertama-tama, untuk melindungi kepentingan manusia sepenuhnya.

Pengenalan massal di praktek medis dan komersialisasi teknologi baru yang fundamental di bidang rekayasa genetika dan kloning, juga telah menyebabkan kebutuhan untuk menciptakan kerangka hukum yang tepat yang mengatur semua aspek hukum dari kegiatan di bidang ini.

Bioteknologi terbaru menciptakan peluang besar untuk campur tangan dalam kehidupan organisme hidup dan mau tidak mau menempatkan seseorang di depan pertanyaan moral: sejauh mana diizinkan untuk ikut campur dalam proses alam? Setiap diskusi tentang masalah bioteknologi tidak terbatas pada sisi ilmiah dari masalah tersebut. Selama diskusi ini, pandangan yang bertentangan secara diametris sering diungkapkan mengenai aplikasi dan pengembangan lebih lanjut metode bioteknologi tertentu, terutama seperti:
- Rekayasa genetika,
- transplantasi organ dan sel untuk tujuan terapeutik;
- kloning - penciptaan buatan organisme hidup;
- penggunaan obat-obatan yang mempengaruhi fisiologi sistem saraf untuk mengubah perilaku, persepsi emosional dunia, dll.

Praktik yang ada dalam masyarakat demokratis modern menunjukkan bahwa diskusi-diskusi ini mutlak diperlukan tidak hanya untuk pemahaman yang lebih lengkap tentang semua "plus" dan "minus" penggunaan metode yang menyerang privasi seseorang yang sudah pada tingkat genetika. Mereka juga memungkinkan untuk mendiskusikan aspek moral dan etika dan menentukan konsekuensi jangka panjang dari penggunaan bioteknologi, yang pada gilirannya membantu pembuat undang-undang menciptakan kerangka hukum yang memadai yang mengatur bidang kegiatan ini demi melindungi hak-hak individu.

Mari kita membahas bidang-bidang dalam penelitian bioteknologi yang secara langsung berkaitan dengan risiko tinggi pelanggaran hak-hak individu dan menyebabkan diskusi paling panas tentang aplikasi luas mereka: transplantasi organ dan sel untuk tujuan terapeutik dan kloning.
Dalam beberapa tahun terakhir, ada peningkatan tajam dalam minat dalam studi dan aplikasi biomedis sel induk embrionik manusia dan teknik kloning untuk mendapatkannya. Seperti yang Anda ketahui, sel induk embrionik dapat berubah menjadi berbagai jenis sel dan jaringan (hematopoietik, reproduksi, otot, saraf, dll.). Mereka ternyata menjanjikan untuk digunakan dalam terapi gen, transplantasi, hematologi, kedokteran hewan, farmakotoksikologi, pengujian obat, dll.

Isolasi sel-sel ini dilakukan dari embrio manusia dan janin perkembangan 5-8 minggu yang diperoleh selama penghentian medis kehamilan (sebagai akibat aborsi), yang menimbulkan banyak pertanyaan mengenai legitimasi etis dan hukum melakukan penelitian pada embrio manusia, termasuk berikut ini:
- Seberapa perlu dan dapat dibenarkankah penelitian ilmiah tentang sel punca embrionik manusia?
- bolehkah memusnahkan nyawa manusia demi kemajuan ilmu kedokteran dan bagaimana akhlaknya?
- apakah kerangka hukum untuk penggunaan teknologi ini cukup diuraikan?

Semua masalah ini akan diselesaikan dengan lebih mudah jika ada pemahaman universal tentang apa "awal kehidupan", dari saat mana seseorang dapat berbicara tentang "orang yang membutuhkan perlindungan hak" dan apa yang tunduk pada perlindungan: kuman manusia sel, embrio sejak pembuahan, janin dari tahap perkembangan intrauterin tertentu atau seseorang sejak kelahirannya? Masing-masing opsi memiliki pendukung dan penentangnya, dan pertanyaan tentang status sel germinal dan embrio belum menemukan solusi akhirnya di negara mana pun di dunia.

Di sejumlah negara, penelitian tentang embrio dilarang (misalnya, di Austria, Jerman). Di Prancis, hak-hak embrio dilindungi sejak saat pembuahan. Di Inggris, Kanada dan Australia, meskipun penciptaan embrio untuk tujuan penelitian tidak dilarang, sebuah sistem undang-undang telah dikembangkan untuk mengatur dan mengendalikan penelitian tersebut. Di Rusia, situasi di daerah ini lebih dari tidak pasti: kegiatan untuk studi dan penggunaan sel induk tidak cukup diatur, ada kesenjangan yang signifikan dalam undang-undang yang menghambat pengembangan daerah ini. Berkenaan dengan kloning, pada tahun 2002 undang-undang federal memperkenalkan larangan sementara (selama 5 tahun) pada kloning manusia, tetapi masa berlakunya berakhir pada tahun 2007, dan pertanyaannya tetap terbuka.

Para ilmuwan mencoba untuk membedakan dengan jelas antara kloning "reproduksi", yang tujuannya adalah menciptakan klon, yaitu, seluruh organisme hidup yang identik dalam genotipe dengan organisme lain, dan kloning "terapetik", yang digunakan untuk menumbuhkan koloni batang. sel.

Dalam kasus sel punca, masalah status embrio dan kloning mengambil dimensi baru. Hal ini disebabkan motivasi penelitian ilmiah semacam ini, yaitu penerapannya untuk mencari yang baru, lebih banyak lagi cara yang efektif pengobatan penyakit serius dan bahkan tidak dapat disembuhkan. Oleh karena itu, di beberapa negara (seperti Amerika Serikat, Kanada, Inggris), di mana sampai saat ini dianggap tidak dapat diterima untuk menggunakan embrio dan teknologi kloning untuk tujuan terapeutik, ada perubahan posisi masyarakat dan negara terhadap penerimaan mereka. digunakan untuk pengobatan penyakit seperti multiple sclerosis, penyakit Alzheimer dan Parkinson, pasca infark miokard, regenerasi tulang atau jaringan tulang rawan yang tidak mencukupi, cedera kraniofasial, diabetes, myodystrophy, dll.

Pada saat yang sama, kloning terapeutik dilihat oleh banyak orang sebagai langkah pertama menuju kloning reproduksi, yang disambut dengan sikap yang sangat negatif di seluruh dunia dan dilarang secara universal.

Kloning manusia saat ini belum secara resmi dilakukan di manapun. Bahaya dalam penggunaannya untuk tujuan reproduksi terlihat dalam kenyataan bahwa teknik kloning tidak termasuk peleburan alami dan bebas dari materi genetik ayah dan ibu, yang dianggap sebagai tantangan bagi martabat manusia. Sering dikatakan tentang masalah identifikasi diri klon: siapa yang harus dia anggap orang tuanya, mengapa dia salinan genetik orang lain? Selain itu, kloning menghadapi beberapa kendala teknis yang membahayakan kesehatan dan kesejahteraan kloning. Ada fakta yang membuktikan penuaan cepat klon, terjadinya banyak mutasi di dalamnya. Sesuai dengan teknik kloning, klon tumbuh dari orang dewasa - bukan jenis kelamin, tetapi sel somatik, dalam struktur genetik yang disebut mutasi somatik telah terjadi selama bertahun-tahun. Jika, selama pembuahan alami, gen yang bermutasi dari satu orang tua dikompensasi oleh analog normal dari orang tua lainnya, maka kompensasi tersebut tidak terjadi selama kloning, yang secara signifikan meningkatkan risiko penyakit yang disebabkan oleh mutasi somatik dan banyak penyakit serius (kanker, radang sendi). , imunodefisiensi) untuk klon. Antara lain, beberapa orang takut pada orang kloning, kemungkinan keunggulannya dalam perkembangan fisik, moral dan spiritual (psikiater Rusia V. Yarovoy percaya bahwa ketakutan ini adalah sifat alaminya. gangguan jiwa(fobia) dan bahkan memberinya nama “bionalisme” pada tahun 2008).

Hanya sedikit dari sekian banyak masalah yang muncul sehubungan dengan pesatnya perkembangan bioteknologi dan intrusinya ke dalam kehidupan manusia yang telah dibahas di sini. Tentu saja, kemajuan ilmu pengetahuan tidak dapat dihentikan, dan pertanyaan-pertanyaan yang diajukannya muncul lebih cepat daripada yang dapat ditemukan jawabannya oleh masyarakat. Untuk mengatasi keadaan ini hanya mungkin dengan memahami betapa pentingnya untuk membahas secara luas dalam masyarakat masalah etika dan hukum yang muncul ketika bioteknologi berkembang dan diperkenalkan ke dalam praktik. Adanya perbedaan ideologi yang kolosal pada isu-isu tersebut menimbulkan persepsi perlunya keseriusan peraturan negara dalam domain ini.

Dari "bioteknologi" menjadi "bioekonomi"

Berdasarkan hal tersebut di atas, kita dapat menyimpulkan bahwa bioteknologi maju dapat memainkan peran penting dalam meningkatkan kualitas hidup dan kesehatan manusia, memastikan pertumbuhan ekonomi dan sosial negara (terutama di negara berkembang).

Dengan bantuan bioteknologi, diagnosa baru, vaksin dan obat-obatan dapat diperoleh. Bioteknologi dapat membantu meningkatkan produktivitas tanaman serealia utama, yang sangat penting sehubungan dengan pertumbuhan populasi dunia. Di banyak negara di mana biomassa dalam jumlah besar tidak digunakan atau tidak dimanfaatkan sepenuhnya, bioteknologi dapat menawarkan cara untuk mengubahnya menjadi produk yang berharga, serta memprosesnya menggunakan metode bioteknologi untuk menghasilkan berbagai jenis biofuel. Selain itu, dengan perencanaan dan pengelolaan yang tepat, bioteknologi dapat digunakan di daerah kecil sebagai alat untuk industrialisasi daerah pedesaan untuk menciptakan industri kecil, yang akan memastikan pengembangan lebih aktif wilayah kosong dan akan memecahkan masalah lapangan kerja.

Salah satu ciri perkembangan bioteknologi di abad ke-21 tidak hanya pertumbuhannya yang pesat sebagai ilmu terapan, tetapi semakin masuk dalam kehidupan sehari-hari seseorang, dan yang lebih penting lagi - memberikan peluang luar biasa untuk yang efektif (intensif, tidak luas) pembangunan hampir semua sektor ekonomi, menjadi kondisi yang diperlukan untuk pembangunan masyarakat yang berkelanjutan, dan dengan demikian memiliki efek transformasi pada paradigma pembangunan masyarakat secara keseluruhan.

Penetrasi luas bioteknologi ke dalam ekonomi dunia juga tercermin dalam fakta bahwa bahkan istilah baru telah dibentuk untuk menunjukkan sifat global dari proses ini. Dengan demikian, penggunaan metode bioteknologi dalam produksi industri mulai disebut "bioteknologi putih", dalam produksi farmasi dan obat-obatan - "bioteknologi merah", dalam produksi pertanian dan peternakan - "bioteknologi hijau", dan untuk budidaya buatan dan pemrosesan lebih lanjut organisme akuatik (akuakultur atau budidaya laut) - "bioteknologi biru". Dan ekonomi yang mengintegrasikan semua bidang inovatif ini disebut "bioekonomi". Tugas transisi dari ekonomi tradisional ke jenis ekonomi baru - bioekonomi berdasarkan inovasi dan secara luas menggunakan kemungkinan bioteknologi di berbagai industri, serta dalam kehidupan sehari-hari, telah dinyatakan sebagai tujuan strategis di banyak negara di dunia. dunia.

Lihat konten dokumen
"Lab No.4"

Lab #4

"Analisis dan evaluasi berbagai hipotesis tentang asal usul kehidupan"

Target: keakraban dengan berbagai hipotesis tentang asal usul kehidupan di Bumi.

Kemajuan.

Isi tabelnya:

Jawab pertanyaannya: Teori apa yang secara pribadi Anda anut? Mengapa?

"Berbagai teori asal usul kehidupan di Bumi".

1. Kreasionisme.

Menurut teori ini, kehidupan muncul sebagai akibat dari beberapa peristiwa supernatural di masa lalu. Hal ini diikuti oleh pengikut hampir semua ajaran agama yang paling umum. Gagasan tradisional Yudeo-Kristen tentang penciptaan dunia, yang dituangkan dalam Kitab Kejadian, telah menyebabkan dan terus menimbulkan kontroversi. Meskipun semua orang Kristen mengakui bahwa Alkitab adalah perintah Tuhan kepada umat manusia, ada ketidaksepakatan mengenai lamanya "hari" yang disebutkan dalam Kejadian. Beberapa percaya bahwa dunia dan semua organisme yang menghuninya diciptakan dalam 6 hari 24 jam. Orang-orang Kristen lainnya tidak memperlakukan Alkitab sebagai buku ilmiah dan percaya bahwa Kitab Kejadian menyajikan dalam bentuk yang dapat dimengerti oleh orang-orang wahyu teologis tentang penciptaan semua makhluk hidup oleh Pencipta yang Mahakuasa. Proses penciptaan ilahi atas dunia dianggap terjadi hanya sekali dan karena itu tidak dapat diakses untuk diamati. Ini cukup untuk mengeluarkan seluruh konsep penciptaan ilahi dari ruang lingkup penelitian ilmiah. Ilmu pengetahuan hanya berurusan dengan fenomena yang dapat diamati, dan karena itu tidak akan pernah bisa membuktikan atau menyangkal konsep ini.

2. Teori keadaan stasioner.

Menurut teori ini, Bumi tidak pernah ada, tetapi ada selamanya; ia selalu mampu mempertahankan hidup, dan jika ia telah berubah, maka sangat sedikit; spesies selalu ada. Metode penanggalan modern memberikan perkiraan usia Bumi yang semakin tinggi, yang memungkinkan para ahli teori keadaan mapan untuk percaya bahwa Bumi dan spesies selalu ada. Setiap spesies memiliki dua kemungkinan - baik perubahan jumlah atau kepunahan. Pendukung teori ini tidak mengakui bahwa ada atau tidak adanya sisa-sisa fosil tertentu dapat menunjukkan waktu kemunculan atau kepunahan spesies tertentu, dan menyebutkan sebagai contoh perwakilan dari ikan bersirip silang - coelacanth. Menurut data paleontologi, crossopterygians menjadi punah sekitar 70 juta tahun yang lalu. Namun, kesimpulan ini harus direvisi ketika perwakilan hidup dari crossopterygians ditemukan di wilayah Madagaskar. Pendukung teori keadaan mapan berpendapat bahwa hanya dengan mempelajari spesies yang hidup dan membandingkannya dengan sisa-sisa fosil, seseorang dapat menyimpulkan tentang kepunahan, dan itu pun mungkin salah. Kemunculan spesies fosil secara tiba-tiba dalam lapisan tertentu disebabkan oleh peningkatan populasi atau perpindahannya ke tempat-tempat yang menguntungkan untuk pelestarian sisa-sisa.

3. Teori panspermia.

Teori ini tidak menawarkan mekanisme apa pun untuk menjelaskan asal mula kehidupan, tetapi mengedepankan gagasan asal usulnya dari luar bumi. Oleh karena itu, teori asal usul kehidupan tidak dapat dianggap demikian; itu hanya membawa masalah ke tempat lain di alam semesta. Hipotesis dikemukakan oleh J. Liebig dan G. Richter di tengah XIX abad. Menurut hipotesis panspermia, kehidupan ada selamanya dan diangkut dari planet ke planet oleh meteorit. Organisme paling sederhana atau sporanya ("benih kehidupan"), mencapai planet baru dan menemukan kondisi yang menguntungkan di sini, berkembang biak, memunculkan evolusi dari bentuk paling sederhana ke bentuk kompleks. Ada kemungkinan bahwa kehidupan di Bumi berasal dari satu koloni mikroorganisme yang ditinggalkan dari luar angkasa. Teori ini didasarkan pada beberapa penampakan UFO, ukiran batu dari hal-hal yang terlihat seperti roket dan "astronot", dan laporan dugaan pertemuan dengan alien. Ketika mempelajari bahan meteorit dan komet, banyak "pendahulu kehidupan" ditemukan di dalamnya - zat seperti sianogen, asam hidrosianat, dan senyawa organik, yang, mungkin, memainkan peran "benih" yang jatuh di Bumi yang telanjang. Pendukung hipotesis ini adalah pemenang Hadiah Nobel F. Crick, L. Orgel. F. Crick mengandalkan dua bukti tidak langsung:

Universalitas kode genetik;

Kebutuhan untuk metabolisme normal semua makhluk hidup molibdenum, yang sekarang sangat langka di planet ini.

Tetapi jika kehidupan tidak berasal dari Bumi, lalu bagaimana kehidupan itu berasal dari luar?

4. Hipotesis fisik.

Hipotesis fisik didasarkan pada pengakuan perbedaan mendasar antara materi hidup dan materi tak hidup. Pertimbangkan hipotesis asal usul kehidupan yang diajukan pada tahun 30-an abad XX oleh V. I. Vernadsky. Pandangan tentang esensi kehidupan membawa Vernadsky pada kesimpulan bahwa itu muncul di Bumi dalam bentuk biosfer. Ciri-ciri fundamental dan fundamental dari materi hidup tidak memerlukan proses kimia untuk terjadinya, tetapi proses fisik. Itu pasti semacam malapetaka, kejutan bagi dasar-dasar alam semesta. Sesuai dengan hipotesis pembentukan Bulan, tersebar luas pada 30-an abad XX, sebagai akibat dari pemisahan dari Bumi dari zat yang sebelumnya mengisi Palung Pasifik, Vernadsky menyarankan bahwa proses ini dapat menyebabkan spiral itu, gerakan pusaran zat terestrial, yang tidak terjadi lagi. Vernadsky memahami asal usul kehidupan pada skala dan interval waktu yang sama dengan asal mula alam semesta itu sendiri. Dalam bencana, kondisi tiba-tiba berubah, dan materi hidup dan tak hidup muncul dari protomatter.

5. Hipotesis kimia.

Kelompok hipotesis ini didasarkan pada karakteristik kimia kehidupan dan menghubungkan asal-usulnya dengan sejarah Bumi. Mari kita pertimbangkan beberapa hipotesis dari kelompok ini.

Pada asal mula sejarah hipotesis kimia adalah pemandangan E. Haeckel. Haeckel percaya bahwa senyawa karbon pertama kali muncul di bawah pengaruh penyebab kimia dan fisik. Zat-zat ini bukanlah larutan, melainkan suspensi dari gumpalan-gumpalan kecil. Benjolan primer mampu mengakumulasi berbagai zat dan tumbuh, diikuti dengan pembelahan. Kemudian sel bebas nuklir muncul - bentuk asli untuk semua makhluk hidup di Bumi.

Tahap tertentu dalam pengembangan hipotesis kimia abiogenesis adalah konsep A.I. Oparin, dikemukakan olehnya pada tahun 1922-1924. abad XX. Hipotesis Oparin adalah sintesis Darwinisme dengan biokimia. Menurut Oparin, hereditas adalah hasil seleksi. Dalam hipotesis Oparin, apa yang diinginkan akan menjadi kenyataan. Pada awalnya, ciri-ciri kehidupan direduksi menjadi metabolisme, dan kemudian pemodelannya dinyatakan telah memecahkan teka-teki asal usul kehidupan.

Hipotesis J. Burpap menunjukkan bahwa molekul asam nukleat kecil yang terjadi secara abiogenik dari beberapa nukleotida dapat segera bergabung dengan asam amino yang mereka kodekan. Dalam hipotesis ini, sistem kehidupan primer dipandang sebagai kehidupan biokimiawi tanpa organisme, melakukan reproduksi diri dan metabolisme. Organisme, menurut J. Bernal, muncul untuk kedua kalinya, dalam proses isolasi bagian-bagian individu dari kehidupan biokimia semacam itu dengan bantuan membran.

Sebagai hipotesis kimia terakhir untuk asal usul kehidupan di planet kita, pertimbangkan hipotesis G. V. Voitkevich, diajukan pada tahun 1988. Menurut hipotesis ini, asal-usul zat organik ditransfer ke luar angkasa. Di bawah kondisi spesifik ruang, zat organik disintesis (banyak zat orpanik ditemukan di meteorit - karbohidrat, hidrokarbon, basa nitrogen, asam amino, asam lemak, dll.). Ada kemungkinan bahwa nukleotida dan bahkan molekul DNA dapat terbentuk di luar angkasa. Namun, menurut Voitkevich, evolusi kimia di sebagian besar planet di tata surya ternyata membeku dan hanya berlanjut di Bumi, menemukan kondisi yang cocok di sana. Selama pendinginan dan kondensasi nebula gas, seluruh rangkaian senyawa organik ternyata berada di Bumi primer. Dalam kondisi ini, makhluk hidup muncul dan memadat di sekitar molekul DNA yang terbentuk secara abiogenik. Jadi, menurut hipotesis Voitkevich, kehidupan biokimia pada awalnya muncul, dan dalam perjalanan evolusinya, organisme yang terpisah muncul.

Lihat konten dokumen
"Lab No.6"

Pekerjaan laboratorium nomor 6.

"Identifikasi tanda-tanda kesamaan antara embrio manusia dan mamalia lain sebagai bukti hubungan mereka"

Target: mengidentifikasi tanda-tanda kesamaan antara embrio manusia dan mamalia lain sebagai bukti hubungan mereka.

Peralatan: tabel "Bukti hubungan embrio manusia dan mamalia lain"

Kemajuan.

1. Bandingkan tahapan perkembangan embrio. Apakah ada kesamaan? Dengan cara apa mereka muncul? Jelaskan mereka.

2. Bandingkan tahapan perkembangan embrio. Apakah ada perbedaan? Dengan cara apa mereka muncul? Jelaskan mereka.

3. Menarik kesimpulan tentang tanda-tanda kesamaan antara embrio manusia dan mamalia lain sebagai bukti hubungannya