Análisis de los logros modernos en biología. Resumen: Logro de las ciencias naturales modernas en biología. ¿Dónde se utilizan los logros de la biología?

Los acontecimientos más importantes en el campo de la biología que influyeron en todo su curso. mayor desarrollo, son: establecimiento estructura molecular El ADN y su papel en la transmisión de información en la materia viva (F. Crick, J. Watson, M. Wilkins); descifrar el código genético (R. Holley, H.-G. Korana, M. Nirenberg); descubrimiento de la estructura genética y la regulación genética de la síntesis de proteínas (A. M. Lvov, F. Jacob, J.-L. Monod, etc.); fraseología teoría celular(M. Schleiden, T. Schwann, R. Virchow, K. Baer); estudio de patrones de herencia y variabilidad (G. Mendel, G. de Vries, T. Morgan, etc.); declaración de principios taxonomía moderna(C. Linneo), teoría evolutiva(C. Darwin) y la doctrina de la biosfera (V.I. Vernadsky).

Sólo se incluyeron en el análisis los profesores que participaron en el estudio. total cinco o más estudiantes en cualquiera de estos tres tipos de interacciones estudiante-maestro en las tres aulas observadas. Elegimos cinco como límite inferior para ser conservadores porque el análisis que planeábamos utilizar involucraba relaciones. Con los ratios, cuantas menos observaciones haya, más fácil será ver valores extremos que se clasificarán como desviaciones significativas de los valores esperados.

Con base en este criterio, sólo 20 de los 26 instructores estaban calificados para analizar la participación de los estudiantes en las interacciones de toda la clase. Si los observadores no podían determinar el género del hablante o no estaban de acuerdo con el género, el estudiante era marcado como "incapaz de determinar". En general, los observadores no pudieron asignar el género al 9% de los estudiantes que hablaron frente a toda la clase, si a más del 20% de ellos. número total los estudiantes que se presentaron en tres sesiones no pudieron ser asignados al género percibido, entonces el maestro que impartía esa clase no fue incluido en nuestro análisis.

Importancia de los descubrimientos últimas décadas Aún no se ha evaluado, pero se reconocieron los logros más significativos en biología: descifrar el genoma de los humanos y otros organismos, determinar los mecanismos para controlar el flujo de información genética en una célula y un organismo en desarrollo, mecanismos para regular la división y muerte celular. , clonación de mamíferos, así como el descubrimiento de los agentes causantes de la “enfermedad de las vacas locas” (priones).

Esto solo sucedió con dos instructores en los que la cámara estaba demasiado lejos para ver lo que hablaban los estudiantes, o los estudiantes hablaban tan brevemente que no podían ser identificados. Por lo tanto, de los 20 instructores que tenían más de cinco estudiantes hablando durante toda la clase en tres clases, pudimos analizar los datos de participación de 18 instructores.

Decidimos trabajar con datos de vídeo históricos para no influir en el comportamiento del instructor al sentarse y grabar interacciones en tiempo real. Sin embargo, los métodos utilizados en este estudio tienen varias limitaciones. La primera limitación de trabajar con datos de vídeos históricos es que no podemos identificar a los estudiantes individuales por su nombre para determinar su identidad de género autoinformada. El género percibido fue el mejor indicador que pudimos reunir, pero el género percibido no siempre coincide con el género autoidentificado.

El trabajo en el programa "Genoma humano", que se llevó a cabo simultáneamente en varios países y finalizó a principios de este siglo, nos llevó a comprender que una persona tiene sólo entre 25 y 30 mil genes, pero la información de la mayoría de nuestros El ADN no se lee nunca, ya que contiene gran cantidadáreas y genes que codifican rasgos que han perdido importancia para los humanos (cola, vello corporal, etc.). Además, se han descifrado varios genes responsables del desarrollo de enfermedades hereditarias, así como genes diana de fármacos. Sin embargo aplicación práctica Los resultados obtenidos durante la implementación de este programa se posponen hasta que se descifren los genomas. cantidad significativa personas, y entonces quedará claro cuál es su diferencia. Estos objetivos se han establecido para varios laboratorios líderes de todo el mundo que trabajan en la implementación del programa ENCODE.

En segundo lugar, en la mayoría de nuestras clases observadas, el instructor individual utilizó múltiples métodos para interactuar con los estudiantes, así como para trabajar con grupos pequeños. Por lo tanto, no pudimos relacionar el desempeño en los exámenes en estas clases con los métodos de interacción utilizados porque se utilizaron múltiples métodos y no fue posible determinar el efecto independiente de cualquiera de estos métodos en el desempeño en los exámenes.

Se realizaron análisis por separado para cada tipo de interacción entre estudiantes y profesores para determinar si existían patrones de participación de género dentro de cada estrategia. Algunos profesores tuvieron suficientes participantes de dos categorías para ser incluidos en ambos conjuntos de análisis, y algunos excedieron cantidad minima estudiantes para los tres métodos. Por lo tanto, un instructor individual puede incluirse en el análisis de más de un tipo de interacción. En total, se incluyeron 11 profesores en el análisis de preguntas espontáneas de los estudiantes, 13 en el análisis de discusiones voluntarias y 4 en el análisis de discusiones convocadas aleatoriamente.

La investigación biológica es la base de la medicina y la farmacia y se utiliza ampliamente en la agricultura y la silvicultura. industria alimentaria y otras ramas de la actividad humana.

Es bien sabido que sólo la "revolución verde" de la década de 1950 permitió resolver, al menos parcialmente, el problema de proporcionar alimentos y piensos a la creciente población de la Tierra mediante la introducción de nuevas variedades de plantas y tecnologías avanzadas. para su cultivo. Debido al hecho de que las propiedades genéticamente programadas de los cultivos agrícolas están casi agotadas, otra solución al problema alimentario está asociada con la introducción generalizada de organismos genéticamente modificados en la producción.

Debido a que el número de interacciones entre estudiantes e instructores varió significativamente entre estos 18 instructores, los resultados se expresarán como un porcentaje de interacciones femeninas. Debido a que cada análisis del instructor implicó sólo pequeña cantidad estudiantes, para comparar el valor esperado de mujeres hablantes con el porcentaje observado voces de mujeres, escuchado en cada tipo de interacción, se utilizó una prueba binomial exacta para determinar el buen ajuste. Además, un no paramétrico análisis de varianza Kruskal-Wallis para determinar si el género influye en las mujeres.

La producción de muchos productos alimenticios, como quesos, yogures, embutidos, productos horneados, etc., también es imposible sin el uso de bacterias y hongos, que es el tema de la biotecnología.

El conocimiento de la naturaleza de los patógenos, los procesos de muchas enfermedades, los mecanismos de inmunidad, los patrones de herencia y la variabilidad han permitido reducir significativamente la mortalidad e incluso erradicar por completo una serie de enfermedades, como la viruela. Con los últimos logros ciencia biológica También se está resolviendo el problema de la reproducción humana. Una parte importante de los medicamentos modernos se produce a partir de materias primas naturales, así como gracias a los éxitos de la ingeniería genética, como la insulina, tan necesaria para los pacientes con diabetes, que es sintetizada principalmente por bacterias a las que les corresponde la correspondiente El gen ha sido transferido.

Hallazgos del Estudio 2: ¿Existen brechas de género en la participación en todas las discusiones de toda la clase? En 11 clases donde hubo preguntas espontáneas de los estudiantes, no hubo diferencias significativas entre la proporción de mujeres en la clase y la proporción de preguntas formuladas por mujeres. EN aulas Ah, las mujeres no hacían más preguntas que los hombres.

Variación por grado en porcentaje de preguntas formuladas por mujeres. Comparar el porcentaje de mujeres en una clase con el porcentaje de preguntas no controvertidas en una clase formuladas por mujeres. Los asteriscos indican que la prueba binomial exacta fue significativa al nivel de p = 0,05.

No menos significativo investigación biológica guardar ambiente y la diversidad de organismos vivos, cuya amenaza de extinción pone en duda la existencia de la humanidad.

Valor más alto Entre los logros de la biología está el hecho de que incluso subyacen a la construcción redes neuronales y el código genético en tecnologías informáticas, y también se utilizan ampliamente en arquitectura y otras industrias. Sin duda, el siglo XXI es el siglo de la biología.

Por otro lado, en las 13 clases en las que hubo respuestas voluntarias, el número de respuestas atribuidas a mujeres fue significativamente menor de lo esperado en función del número de mujeres matriculadas en cada clase. En algunas aulas, las mujeres escucharon más que los hombres cuando el instructor solicitó respuestas de los voluntarios.

Las mujeres escucharon significativamente menos expectativas académicas en las interacciones entre voluntarios, estudiantes e instructores. Comparar el porcentaje de mujeres en una clase con el porcentaje de estudiantes instructores voluntarios que incluyen alumnas.

La biología moderna se basa en los logros que se lograron en esta ciencia en la segunda mitad.

Siglo XIX: creación de Charles Darwin doctrina evolutiva,
obras fundamentales K. Bernard en el campo de la fisiología
Caramba, investigación importante L. Pasteur, R. Koch y
I.I. Mechnikov en el campo de la microbiología y la inmunología,
obras de I.M. Sechenov y I.I. Pavlova en la región de alta
cuello actividad nerviosa y finalmente, brillante trabajo
G. Mendel, aunque no ganaron fama antes.

A diferencia de las preguntas espontáneas de los estudiantes o las respuestas de los voluntarios, no hubo cambios significativos. diferencias de género en la participación cuando la participación se basó en llamadas aleatorias. Este patrón fue consistente en las cuatro clases que utilizaron llamadas aleatorias.

Las llamadas aleatorias revierten la brecha de género en la participación de toda la clase. Comparar el porcentaje de mujeres en una clase con el porcentaje de mujeres llamadas durante una discusión basada en conversaciones casuales. No encontramos evidencia de que el capacitador de género moderara alguna de estas formas de participación.

Siglo XX, pero ya completado por su destacado autor.
El siglo XX fue una continuación de no menos intensa

avances en biología. En 1900, el biólogo holandés H. de Vries (1848-1935), el botánico alemán K.E. Correns (1864-1933) y el científico austriaco E. Chermak-Seizenegg (1871-1962), de forma independiente y casi simultáneamente, las leyes de la herencia establecidas por Mendel fueron descubiertas por segunda vez y pasaron a ser de conocimiento público.

Las alumnas tuvieron un rendimiento inferior en los exámenes en comparación con sus compañeros varones con un éxito universitario histórico similar. Además, las voces de las mujeres se escucharon con mucha menos frecuencia de lo que se esperaría teniendo en cuenta la composición de género de las clases. Las causas y consecuencias de estos sutiles desequilibrios son difíciles de discernir, pero pueden tener consecuencias a largo plazo para el desarrollo. identidad científica, sentido de pertenencia y confianza que pueden tener las mujeres en la ciencia consecuencias negativas para la retención a largo plazo de las mujeres en biología.

A partir de entonces, el desarrollo de la genética se produjo rápidamente. Se adoptó el principio de discreción en los fenómenos de la herencia.


identidad, descubierta por Mendel; Se ampliaron significativamente los experimentos para estudiar los patrones de herencia por parte de los descendientes de las propiedades y características de sus padres. Se adoptó el concepto de “gen”, introducido por el famoso biólogo danés Wilhelm Johanson (1857-1927) en 1909 y que significa una unidad de material hereditario responsable de la herencia de un determinado rasgo.

Brecha pequeña pero potencialmente importante entre hombres y mujeres

No tenemos datos sobre el estado de primera generación de nuestra muestra, pero sí tenemos datos sobre raza y identidad étnica. Esto fue menos de la mitad de la brecha de rendimiento entre los estudiantes blancos y negros y los estudiantes nacionales blancos y estudiantes extranjeros. La brecha de logros en materia de igualdad de género era dos veces mayor que la brecha de logros de asiáticos y blancos. Estos resultados sugieren que la brecha de rendimiento de género es de magnitud similar a algunas de las brechas que ya son motivo de preocupación en biología, aunque más pequeña que otras.

Se ha establecido el concepto de cromosoma como núcleo estructural de una célula que contiene ácido desoxirribonucleico (ADN), un compuesto de alto peso molecular, portador de características hereditarias.

Otros estudios demostraron que el gen es cierta parte De hecho, el ADN es portador sólo de ciertas propiedades hereditarias, mientras que el ADN es portador de todas información hereditaria cuerpo.

En contraste con nuestro estudio, tres estudios en clases introductorias Los biólogos no han encontrado diferencias significativas entre hombres y mujeres. En general, nuestro estudio es estudio más grande introducción a la biología y el único estudio de introducción a la biología que demuestra la brecha de rendimiento. Estos incluyen investigaciones en campos considerados menos amigables para las mujeres que la biología, como la física y la bioquímica. Sin embargo, las brechas de desempeño son sólo una medida y es necesario examinar más medidas antes de poder sacar conclusiones definitivas.

El desarrollo de la genética se vio facilitado en gran medida por la investigación del famoso biólogo estadounidense, uno de los fundadores de esta ciencia, Thomas Hunt Morgan (1866-1945). Formuló la teoría cromosómica de la herencia. La mayoría de los organismos vegetales y animales son diploides, es decir. sus células (a excepción de las células sexuales) tienen conjuntos de cromosomas pareados, cromosomas del mismo tipo de organismos femeninos y masculinos. Teoría cromosómica la herencia hizo más comprensibles los fenómenos de división en la herencia de rasgos.

En primer lugar, las estudiantes pueden ingresar a clases de introducción a la biología con una formación en biología más débil que los estudiantes varones. Una segunda posible explicación para esta brecha de rendimiento proviene de la literatura. psicología social: el fenómeno de la amenaza de estereotipos. Se ha demostrado que las intervenciones para reducir la amenaza de los estereotipos aumentan el rendimiento de las mujeres en campos relacionados con las matemáticas. Por lo tanto, sigue siendo posible que las mujeres en biología estén bajo la amenaza de estereotipos y que este fenómeno pueda explicar nuestros resultados.

El género del instructor puede influir en el éxito

Requerido trabajo adicional para explorar a fondo esta posibilidad. Futuro trabajo prometedor Se podrían realizar encuestas que controlen las diferencias en la formación y la experiencia con la amenaza de estereotipos para distinguir entre estas y otras posibilidades. La evidencia de los efectos del género docente en las brechas de rendimiento de género en el nivel universitario es mixta. Algunos estudios muestran que el género de los instructores influye en los logros de las mujeres, pero otros estudios no respaldan este hallazgo.



Un evento importante En el desarrollo de la genética estuvo el descubrimiento de las mutaciones: cambios que ocurren repentinamente en el sistema hereditario de los organismos y, por lo tanto, pueden conducir a un cambio sostenible en las propiedades de los híbridos que se transmiten por herencia. Las mutaciones deben su aparición a eventos aleatorios en el desarrollo del organismo (generalmente se les llama mutaciones naturales o espontáneas) o a influencias inducidas artificialmente (tales mutaciones a menudo se denominan inducidas). Todo tipo de organismos vivos (tanto vegetales como animales) son capaces de mutar, es decir, de dar mutaciones. Este fenómeno, la aparición repentina de nuevas propiedades heredadas, se conoce en biología desde hace mucho tiempo. Sin embargo, el estudio sistemático de las mutaciones fue iniciado por el científico holandés Hugo de Vries, quien estableció y

Nuestro estudio encontró cierta evidencia de un efecto pequeño pero significativo del género docente, aunque había cierta incertidumbre sobre la importancia de estos términos. Una limitación de nuestro estudio es que no documentamos si los métodos de enseñanza o el formato del examen podrían variar según el género del instructor. Sin esta información, es imposible determinar si los instructores varones enseñan de manera diferente a los instructores varones o si el efecto del instructor es principalmente una función del género del instructor.


el propio término “mutación”. Se ha descubierto que las mutaciones inducidas pueden ocurrir como resultado de la exposición de los organismos a la radiación y también pueden ser causadas por la exposición a ciertas sustancias químicas.

Cabe destacar a los descubridores de todo lo relacionado con las mutaciones. El microbiólogo soviético Georgy Adamovich Nadson (1867-1940), junto con sus colegas y estudiantes, establecieron en 1925 el efecto de la radiación de radio en variabilidad hereditaria en champiñones. El famoso genetista estadounidense Herman Joseph Meller (1890-1967), que trabajó en la URSS durante 1933-1937, descubrió un fuerte efecto mutagénico en experimentos con moscas de la fruta en 1927. rayos x. Posteriormente se descubrió que no sólo los rayos X, sino también cualquier radiación ionizada provocan mutaciones.

Existen brechas de género en la participación de toda la clase

Sabemos anecdóticamente que la mayoría de los exámenes en los 23 cursos tenían formato de respuesta corta y que algunos de los instructores con las clases más centradas en los estudiantes eran hombres. En general, encontramos que los estudiantes hombres y mujeres tenían la misma probabilidad de hacer preguntas espontáneas en aproximadamente el 50% de las clases. Cuando se pidió a los estudiantes que dieran respuestas voluntarias, el 69% de las aulas demostraron un patrón sesgado hacia los hombres; En estas clases, los hombres hablaban en promedio el 63% del tiempo, aunque constituían el 40% del total de la clase.

Los logros de la genética (y de la biología en general) desde la publicación del libro de Darwin "El origen de las especies" han sido tan significativos que sería sorprendente que todo esto no afectara de ninguna manera la teoría de la evolución de Darwin. Dos factores: la variabilidad y la herencia, que Darwin atribuyó gran valor, recibió una interpretación más profunda.

En primer lugar, estudiantes individuales Decidió si ofrecerse como voluntario para responder la pregunta del instructor, y luego el instructor decidió qué voluntarios debían presentarse para hablar. Los instructores ingresan a la clase con un conjunto de ideas sobre la clase, que pueden incluir, entre otros, qué temas interesarán a la mayoría de los estudiantes, qué estudiantes ya saben sobre el tema y quién participará más. Además, si esperamos que los hombres participen más, especialmente cuando se ofrecen respuestas, entonces inconscientemente podríamos facilitar este patrón atrayendo más a los hombres.

Entonces, el mayor desarrollo de la biología y sus componentes. parte integrante La genética, en primer lugar, fortaleció aún más la teoría de Darwin sobre la evolución del mundo viviente y, en segundo lugar, dio una interpretación más profunda (correspondiente a los logros en biología) de los conceptos de variabilidad y herencia y, en consecuencia, de todo el proceso de evolución del mundo. mundo vivo. Además, se puede decir que los éxitos de la biología han llevado a esta ciencia a las filas de los líderes en ciencias naturales, y sus logros más llamativos están asociados con el estudio de los procesos que ocurren a nivel molecular.

biología molecular

Los avances en el estudio de macromoléculas hasta la segunda mitad de nuestro siglo fueron relativamente lentos, pero gracias a la tecnología metodos fisicos análisis, su velocidad ha aumentado considerablemente.

W. Astbury introdujo el término "biología molecular" en la ciencia y realizó investigaciones fundamentales sobre proteínas y ADN. Aunque en los años 40 casi en todas partes el dominante


la opinión de que los genes son tipo especial moléculas de proteínas, en 1944 O. Zveri, K. McLeod y M. McCarthy demostraron que funciones genéticas en la célula no es proteína, sino ADN. Determinación del papel genético. ácidos nucleicos tenía crucial para un mayor desarrollo biología molecular, y se ha demostrado que este papel pertenece no sólo al ADN, sino también al ARN (ácido ribonucleico).

La molécula de ADN fue descifrada en 1953 por F. Crick (Inglaterra) y D. Watson (EE.UU.). Watson y Crick pudieron construir un modelo de molécula de ADN que se asemeja a una doble hélice.

Junto con el estudio de los ácidos nucleicos y el proceso de síntesis de proteínas en biología molecular, desde el principio tuvieron gran importancia los estudios de la estructura y propiedades de las propias proteínas. Paralelamente a descifrar la composición de aminoácidos de las proteínas, se llevaron a cabo estudios de su estructura espacial. Entre logros más importantes Esta dirección debería llamarse teoría de la espiral, desarrollada en 1951 por E. Pauling y R. Corey. Según esta teoría, la cadena polipeptídica de una proteína no es plana, sino que está plegada en espiral, cuyas características también se han determinado.

A pesar de la juventud de la biología molecular, los éxitos alcanzados en esta área son sorprendentes. Para comparativamente Corto plazo Se estableció la naturaleza del gen y los principios básicos de su organización, reproducción y funcionamiento. Completamente descifrado código genético, se identificaron y estudiaron los mecanismos y las principales vías de formación de proteínas en la célula. La estructura primaria de muchos ha sido completamente determinada. ARN de transporte. Se han establecido los principios básicos de organización de diversas partículas subcelulares y de muchos virus, y se han descifrado las vías de su biogénesis en la célula.

otra direccion genética molecular- estudio de mutación genética. nivel moderno el conocimiento le permite no sólo comprender estos procesos sutiles, sino también utilizarlos para sus propios fines. Se están desarrollando métodos de ingeniería genética para introducir la información genética deseada en una célula. En los años 70 aparecieron métodos para aislar fragmentos de ADN en forma pura mediante electroforesis.


En 1981 se automatizó el proceso de aislamiento de genes y obtención de diferentes cadenas a partir de ellos. La ingeniería genética combinada con la microelectrónica presagia la posibilidad de manipular la materia viva de la misma manera que la materia no viva.

EN últimamente en medios medios de comunicación Se discuten activamente los experimentos de clonación y los problemas morales, legales y religiosos relacionados. En 1943, la revista Science informó sobre la fertilización exitosa de un óvulo en un tubo de ensayo. Otros eventos se desarrollaron de la siguiente manera.

1973 – El profesor L. Shettles de la Universidad de Columbia en Nueva York anunció que estaba listo para producir el primer “bebé probeta”, a lo que siguieron prohibiciones categóricas por parte del Vaticano y la Iglesia Presbiteriana de Estados Unidos.

1978 - Nace en Inglaterra Louise Brown, la primera bebé probeta.

1997 - El 27 de febrero, Nature colocó en portada, sobre el fondo de una microfotografía de un huevo, la famosa oveja Dolly, nacida en el Instituto Roslyn de Edimburgo.

1997 - a finales de diciembre, revista Science.
informó el nacimiento de seis ovejas obtenidas de Roslin-
método del cielo. Tres de ellos, incluida la oveja Dolly,
portaba el gen humano del "factor IX", o hemostático
Verter proteínas, que es necesaria para las personas que sufren.
hemofilia, es decir, incoagulabilidad de la sangre.

1998 - El físico de Chicago Sidi anuncia la creación.
laboratorio de investigación para la clonación humana: afirma
que no terminará con clientes.

1998, principios de marzo: los científicos franceses anunciaron el nacimiento de una novilla clonada.

Todo esto abre perspectivas únicas para la humanidad.

La clonación de órganos y tejidos es la tarea número uno en el campo de la transplantología, la traumatología y otras áreas de la medicina y la biología. Al trasplantar un órgano clonado, no es necesario pensar en suprimir la reacción de rechazo y posibles consecuencias en forma de cáncer que se desarrolló en el contexto de una inmunodeficiencia. Los órganos clonados serán una salvación para las personas atrapadas en accidentes automovilísticos.


accidentes o cualquier otra catástrofe, o para personas que necesitan ayuda radical debido a enfermedades de la vejez (corazón desgastado, hígado enfermo, etc.).

El efecto más obvio de la clonación es permitir que personas sin hijos puedan tener sus propios hijos. Millones parejas casadas en todo el mundo están sufriendo, condenados a quedarse sin descendencia.



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