Эксперимент - основа естествознания

синтезированы гены инсулина и интерферона. Произведен

синтез гена для фермента рибо-нуклеозы, открывающей

возможность изменять желаемым образом физические и

химические свойства белка. Однако самыми современными

методами получаются фрагменты генов длиной в сотни

пар оснований, а для дальнейших исследований нужны

фрагменты в 100 и более раз длиннее.

Успехи генной инженерии.

В высших организмах, в том числе и в организме

человека, доля нуклеотидов в цепи ДНК, которые

действительно кодируют последовательность аминокислот

в белках, составляет только около 5%. Установлено,

что в остальных нуклеотидных последовательностях ДНК

закодирована информация о форме молекул ДНК.

Например, выгибание фуранозного цикла (пятичленного

циклического моносахарида), который существует как в

ДНК, так и в РНК, приводит к подвижности их скелета.

Современная молекулярная биология позволяет

вводить почта любой отрезок ДНК в микроорганизм,

чтобы заставить его синтезировать тот белок, который

кодирует данная ДНК. А соломенная органическая химия

дает возможность синтезировать последовательности

нуклеотидов - фрагменты генов. Такие фрагменты генов

можно применять для изменения исходной последо-

тельности оснований в гене, кодирующем нужный белок.

Таким способом можно получить модифицированный белок

с измененной последовательностью аминокислот, т.е.

белок со структурой и функцией, ранее не

существовавшими в природе.

Данный метод осуществления специфических мутаци

нормальных белках получил название мутагенеза. Он

позво получить белки любой желаемой структуры. Кроме

того, с раз синтезированная молекула гена,

кодирующего белок, с мощью микроорганизмов может

воспроизвести белок в угодных количествах.

Клонирование.

Успехи, достигнутые в разных отраслях

естественных наук, открыли новые возможности в

понимании строе геномов человека и других сложных

организмов. Ученые научились соединять ДНК из разных

организмов, определять и выделять сегменты ДНК,

кодирующие нужный белок, определять ную тидные

последовательности в больших фрагментах ДНК.

Найти единственно нужный сегмент ДНК,

содержащие всего в одном гене, среди огромного

количества генетическ материала клетки организма

человека столь же трудно, как отыскать иголку в стоге

сена. Решение данной проблемы дает при нение

рекомбинантных ДНК. Фрагменты ДНК клетки встраиваются

в миллион быстро делящихся бактерий. Каждая из

бактерий, которые выращиваются отдельно, дает целую

колонию своих потомков. Применяя методы диагностики,

чувствительные к определенной функции гена, находят

колонию бактерий, содержащую новый ген. Каждая из

быстро растущих колоний бактер дает миллиарды

одинаковых копий каждого гена. Поэтому такой ген

можно выделить из бактерий в химически чистом виде. С

помощью такого процесса — клонирования — очищены

сегмен ДНК более 100 различных генов человека. Ещё

большее число генов вьщелено из простейших

организмов, таких, как дрожжи.

В 1997 г. появилось сообщение о выращенной

методом кл нирования овце. Шотландский ученый Ян

Вильмут и его ко леги получили из клетки взрослой

овцы её генетическую иде тичную копию — известного

теперь во всем мире ягненка До ли. Овца Долли, говоря

общедоступным языком, не имеет отца— ей дала начало

клетка, содержащая двойной набор генов м тери. Как

известно, любая клетка взрослого организма, так н.

зываемая соматическая клетка, несет полный набор

наследственного вещества. Половые же клетки имеют

только полови-генов. При зачатии такие половинки —

отцовская и материнская — соединяются и образуют

новый организм. Искусственно выращивание нового

животного из соматической клетки — это создание

генетически тождественного существа, процесс, которы

и называется клонированном. Работы по клонированию

растении простейших живых организмов начались ещё в

60-е годы последнего столетия. Росли масштабы и

сложность таких работ. о клонирование млекопитающих

из соматической клетки впервые удалось осуществить

только в 1997 г. Подобные опыты дли мечтой нескольких

поколений генетиков. Некоторые ученые уверены в

реальной возможности повторить данный эксперимент и

для человека. Однако остается предметом дискуссий

вопрос о нравственных, социальных, биологических и

других следствиях такого рода экспериментов.2)

3.Экспериментальные измерения

Любому материальному объекту присущи вполне

определеннь свойства, большинство из которых

характеризуется численным величинами. Например, для

куска медного провода можно oпределить следующие

величины: диаметр, длину, массу, элекгрс проводность,

температурный коэффициент расширения, электрическое

сопротивление и др. Некоторые свойства объектов

явления природы труднее поддаются количественному

описанию. К ним можно отнести, например, цвет, блеск,

способность противостоять многократным изгибам.

Однако даже в таких случаях необходимо определить

соответствующие данным свойствам количественные

характеристики, без знания которых невозможно описать

объект для достаточно точного его воспроизведения.

Для определения численной характеристики какого-

либо свойства выбранного объекта необходимо знать, во

сколько раз искомая характеристика больше или меньше

другого объекта, принятого за эталон. Операция

сравнения определяемой величин для исследуемого

объекта с соответствующей величиной эталоь называется

измерением. Например, за единицу длины принят метр. В

результате измерения некоторой длины отрезка

определяется, сколько метров в нем содержится. В

основе этих измс рений лежит метр эталона —

расстояние между штрихами, нанесенными на стержне из

особого стойкого сплава. Точно так ж при измерении

массы некоторого тела устанавливается, в сколько раз

измеряемая масса превосходит массу эталонног образца

в один килограмм. Разумеется, очень редко пользуются

сравнением измеряемых величин с величинами эталонов,

хронящихся в государственных метрологических

учреждениях в основном пользуются различного рода

измерительными устрой ствами и приборами, тем или

иным способом сверенными эталонами. Это относится в

одинаковой мере как к устройства и приборам для

измерения длины (различные линейки, микрс метр,

измерительный микроскоп и т.п.), так и к

многообразным измерителям времени, массы и к

электроизмерительным, оптическим и многим другим

приборам.

Принято различать два вида экспериментальных

измерений - прямые и косвенные. При прямом измерении

определяемая величина сравнивается с единицей

измерения непосредственно при помощи измерительного

прибора. Измерение длины рулеткой либо

штангенциркулем, измерение промежутков времени

секундомером, измерение силы тока амперметром и т.п.

— все это примеры прямых измерений, при которых

измеряемая величина отсчитывается непосредственно по

шкале прибора.

При косвенном измерении определяемая величина

вычисляется по формуле, включающей результаты прямых

измерений. К косвенным измерениям относятся,

например, определение площади прямоугольника по

измеренным двум его сторонам, определение

сопротивления участка цепи по силе тока и напряжению,

определение концентрации примесей по интенсивности ее

спектральных линий и т.п.

Независимо от способа измерений определение той

или иной физической величины сопровождается ошибкой,

показывающей, насколько искомая величина отличается

от ее истинного значения.

Ошибки измерений

Никакое измерение не может быть выполнено

абсолютно точно. Другими словами, при измерении какой-

либо величины любым способом абсолютное значение ее

недостижимо, а это означает, что результат измерения

содержит некоторую погрешность — ошибку измерений.

Такой вывод следует из одного из критериев теории

естественно-научного познания действительности —

любое научное знание относительно. Ограниченные

возможности измерительных приборов, несовершенство

органов чувств, неоднородность измерительных

объектов, внешние и внутренние факторы, влияющие на

объекты и т.п. — вот основные причины недостижимости

абсолютного значения измеряемой величины.

Точность измерений возрастает по мере

увеличения чувствительности измерительного прибора.

Однако при измерении сколь угодно чувствительным

прибором нельзя сделать ошибку измерений меньше

ошибки измерительного прибора даже при многократном

повторении измерений. Например, если линейка

позволяет измерить длину с относительной ошибкой

0,1%, что соответствует 1 мм на метровой линейке, то,

применяя ее для измерения длины любых объектов,

нельзя определить длину с ошибкой, меньшей 0,1%.

Абсолютное значение является иде альным, недостижимым

на практике. Чем точнее поставлен эксперимент, чем

совершеннее измерительная техника и т.п тем ближе

измеряемая величина к абсолютной. Одна из важны целей

экспериментатора — приблизить получаемые эксперимен

тальные данные к их абсолютным величинам.

В качестве истинного значения измеряемой

величины обыч но принимают среднее арифметическое

измеренных значений:

X1+X2+…+Xn (Xi

= n =

n

где xi, X2, ..., Хп — значения измеренной

величины; п — число измерений.

По отношению к истинному значению различают

абсолют ную и относительную ошибки измерений. С

учетом причин, по рождающих ошибки, обычно выделяют

систематические, слу чайные и приборные ошибки. При

такой классификации н учитываются грубые ошибки,

вызванные невниманием при сня тии показаний приборов,

неправильной записью измеряемы данных, ошибками при

вычислениях и т.п. Такие ошибки н подчиняются какому-

либо закону и устраняются при промежу точной оценке

результатов измерений.

Систематические ошибки обусловливаются

факторами, действующими одинаково при многократном

повторении измерений. Возникают они чаще всего при

неисправности измери тельных приборов, неточности

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7



Реклама
В соцсетях
скачать рефераты скачать рефераты скачать рефераты скачать рефераты скачать рефераты скачать рефераты скачать рефераты