Методы селекции растений и животных конспект. Методы селекции растений и животных (Конспект урока)
Весть об открытии русского ученого облетела весь земной шар. Но новая теория была встречена ученым миром с недоверием. Большинство ученых просто игнорировали ее. Мечникову предстоял многолетний труд утверждения его теории.
Мысль ученого была направлена на отыскание таких животных, на которых легко было бы показать всему миру, как его блуждающие клетки - фагоциты - борются с микробами.
Плывут дафнии в воде. Не все водяные блошки прозрачны - среди них попадаются экземпляры с мутными тельцами. Эти непрозрачные дафнии менее подвижны, они уже не кружатся по аквариуму, а лениво передвигаются. Некоторые неподвижно лежат на дне, очевидно мертвы... Почему одни прозрачны, а другие нет? Почему одни полны энергии, а другие еле дышат? Быть может, здесь и лежит ответ, где источник силы организма в борьбе с микробами?
Теория фагоцитов - утверждение, что животный организм обладает способностью защищаться от болезней благодаря наличию в нем блуждающих клеток, противостоящих болезнетворным микробам, - получила первое блестящее подтверждение.
От низших животных Мечников перешел к высшим - млекопитающим. Здесь ему пришлось еще раз убедиться в том, что фагоциты не всегда поедают микробов. Если вводимые им в организм животного сибиреязвенные палочки искусственно были ослаблены, они становились добычей фагоцитов, и животное выздоравливало. Если впрыскивали сильную культуру сибиреязвенных палочек, фагоциты не справлялись с ними, наступала смерть.
Мечников стал впрыскивать кроликам постепенно увеличивающиеся порции вакцины сибирской язвы. Подготовив таким образом кролика, Мечников брал второго, который не подвергался вакцинации, и обоим вводил сильную дозу микробов сибирской язвы. Первый кролик выживал - его фагоциты справлялись с работой и поедали микробов, а второй погибал - его фагоциты не в силах были уничтожить врага.
После этих опытов Мечников с еще большей уверенностью заявил, что невосприимчивость, или иммунитет, заключается в приучении фагоцитов к борьбе с сильно ядовитыми микробами. Иммунитет, как оказалось, стоял в прямой зависимости от “дрессировки” фагоцитов.Если постепенно приучить фагоциты ко все увеличивающимся и увеличивающимся дозам вводимых микробов, то белые кровяные тельца - блуждающие клетки - справятся и с самыми опасными из них.
Опыты Мечникова и его замечательные достижения совпали с другими открытиями. В Париже Луи Пастер открыл вакцину против ужасной болезни - водобоязни (бешенства). В Германии Роберт Кох разгадал тайну туберкулеза, открыв возбудителя этого недуга - микроба, получившего название “палочки Коха”. Бактериология завладела умами многих людей; то было время восторженных надежд и ожиданий. Ученые открывали все новых и новых микробов, пытались более или менее успешно ослабить их и потом, вакцинируя больных, лечить болезни. Но до Мечникова никто удовлетворительно не объяснил причин как естественной, так и искусственной (вызванной путем вакцинации) невосприимчивости.
В1886 году Одесское городское управление вынесло решение о создании первой в России бактериологической станции. Возглавить эту первую научную организацию по борьбе с заразными болезнями пригласили Мечникова. Вместе с ним работали русский ученый Николай Федорович Гамалея и врач Бардах. Гамалея ездил в Париж к Пастеру для изучения метода прививок от бешенства.
Мечников с увлечением работал на станции. Он расширил рамки практической деятельности станции: здесь не только лечили больных, но и применяли новейшие средства борьбы с вредителями сельского хозяйства, вызывающими болезни растений и животных.
Илья Ильич предложил применить новый метод борьбы с сусликами, размножившимися и приносившими громадный вред сельскому хозяйству. Идея Мечникова заключалась в том, чтобы распылять по полям разводки микроба куриной холеры, смертельной для сусликов.
Одесской пастеровской станции было разрешено испробовать действие бактерий куриной холеры на сусликах.
С этой целью в лаборатории начали производить опыты; но было получено предписание Одесского градоначальника, чтобы немедленно прекратить их. Мера эта была принята по воздействию местных врачей, они уверили градоначальника, что бактерии куриной холеры могут превратиться в заразное начало азиатской холеры.
Столичные газеты вместе с дельцами от медицины завопили, что сегодня распространяют куриную холеру, а завтра азиатскую. Мечников проводит рискованные опыты. Началась травля, день ото дня усиливавшаяся. Мечников вынужден был написать письмо Пастеру с просьбой опровергнуть дикие измышления. Пастер ответил, что не существует никакой связи между микробом азиатской холеры и микробом куриной холеры.
Генерал-губернатор, к которому Мечников обратился, отменил постановление градоначальника о запрещении опытов по уничтожению сусликов микробом куриной холеры. Но горький осадок от всей этой гнусной травли остался.
Попытки уничтожить построенную трудами Мечникова и его товарищей единственную в России бактериологическую станцию не прекращались.
В 1887 году Мечников решил провести массовые прививки против сибирской язвы овцам. Это решение было вызвано большой эпидемией сибирки, от которой гибли десятки тысяч овец. Помощники Мечникова специально ездили к Пастеру для ознакомления с техникой этого дела. Работа дала свои результаты, тысячи овец были спасены прививками ослабленных культур сибирской язвы.
Мечников отправляется в Вену на Всемирный конгресс гигиенистов. Ничто не предвещало неприятностей, и на короткий срок Илья Ильич мог отлучиться из Одессы.
Помощники Мечникова проводили прививки в имении помещика Панкеева. Через день из четырех тысяч привитых три тысячи овец пало.
Мечников поспешил в Одессу, где надо было поскорее проверить причину неудачных прививок овцам.
Пока Мечников безрезультатно занимался выяснением неудачной вакцинации, вокруг станции и его имени началась травля. Против Мечникова были мобилизованы все грязные средства: подсиживание, клевета, провокация, - ему не оставалось ничего другого, как покинуть родину.
В 1888 году по приглашению Луи Пастера Мечников переехал в Париж и организовал лабораторию в Пастеровском институте.
Мечников и коллектив сотрудников Пастера прекрасно дополняли друг друга, несмотря на некоторые расхождения в методике исследований, в подходе к отдельным вопросам науки и мировоззрения. Широта биологического обобщения, глубина теоретических воззрений Мечникова, его огромная эрудиция, с одной стороны, и исключительное экспериментаторское мастерство сотрудников Пастера - с другой, составляли одно гармоническое целое.
Первые годы своей работы в Париже Мечников посвятил защите фагоцитарной теории. Согласно учению Мечникова, важнейшим защитным свойством организма является способность фагоцитов к заглатыванию и перевариванию микробов. Но другого мнения придерживались представители так называемой школы гуморалистов. Они считали, что уничтожают микробов не фагоциты, а кровяная сыворотка и другие тканевые жидкости организма.
Более яростной и длительной борьбы, чем борьба между Мечниковым и гуморалистами не было.Она принесла человечеству большую пользу, так как дала повод обеим сторонам произвести ряд важнейших изысканий в области медицины.
Множество нападок пришлось выдержать фагоцитарной теории. Но Мечников с изумительной энергией подтверждал свою идею не рассуждениями, а новыми и новыми фактами.
В 1871 году Мечникова избрали почетным доктором Кембриджского университета. Вскоре после этого в Лондоне должен был состояться Международный конгресс естествоиспытателей, на котором предстояла серьезная схватка с противниками фагоцитарной теории. К съезду готовился не только Мечников, но и весь институт Пастера.
На конгресс в Лондон съехались сотни ученых из разных стран света. Доктор Ру, правая рука Пастера и его заместитель в дни съезда писал в Париж: “ Мечников говорил с такой страстью, что всех воспламенил. Мне кажется, что с сегодняшнего дня теория фагоцитов приобрела много новых друзей”.
Но вскоре работа Мечникова снова подверглась критике. Ученый Беринг открыл вещества, способные разрушать яды микробов (токсины). Его теория противопоставляла фагоцитам сложные химические вещества, находящиеся в крови, названные им антитоксинами. По Берингу антитоксины обезвреживают действие токсинов. Гуморалисты получили сильную поддержку.
После ряда наблюдений и экспериментов Мечникову удалось и на этот раз отстоять свою теорию. Он доказал, что антитоксины являются не чем иным, как продуктами переваривания фагоцитами ослабленных микробов. Кровяная сыворотка кроликов, предохраненных путем прививок против свиной краснухи, сама по себе не убивает микробов - она не антитоксична, когда в ней нет фагоцитов. И наоборот: когда появляются фагоциты, появляются т антитоксины. Вывод ясен: антитоксины появляются в результате жизнедеятельности фагоцитов, и, следовательно, связь между невосприимчивостью животных к болезням и фагоцитами неразрывна.
Исследуя проблему фагоцитов в связи с иммунитетом, Илья Ильич исчерпывающе осветил и другую сторону вопроса: он подготовил к печати труд, озаглавленный “Лекции о сравнительной патологии воспаления”, ставшей впоследствии классическим.
Эта книга вышла в 1892 году. Она подводила итог многим годам напряженной работы Ильи Ильича в области изучения внутри клеточного пищеварения и фагоцитов. Добытые в результате исследований факты приобрели форму стройной теории. Эта же книга определила направление будущих работ Мечникова и его учеников. Особый интерес приобрели исследования явлений старости и долголетия.
Главная цель книги состояла в том, чтобы установить прочную связь между учением о болезнетворных процессах и биологией вообще. Теория воспаления Мечникова стала классической.
При явлениях воспаления, чем бы оно не было вызвано - ожогом, обморожением, инородным телом, микробами, - можно наблюдать одну и ту же картину: к месту воспаления, пробираясь через стенки сосудов, выходят белые кровяные тельца (лейкоциты) и окружают пораженное место. Процесс выхода лейкоцитов из стенок кровеносных сосудов принадлежит к одному из удивительных явлений в природе.
Человек порезал руку. В рану успели проникнуть микробы. Прошло несколько часов - рука покраснела, распухла, появились жар и боль.
Система кровеносных сосудов сложная. Сердце, подобно насосу, гонит кровь в крупные артерии, которые, бесконечно дробясь, заканчиваются бесконечными капиллярами - тончайшими кровеносными трубками. Толчок за толчком быстро пробегает свой круг кровь. В токе крови плывут фагоциты, оберегая наше здоровье. Но вот в каком-то месте организма через рану под кожу проникли микробы. На участке, где в организм пробрались микробы, ток крови в капиллярах замедлился. Фагоциты из середины кровяного русла, где они до того двигались, подошли к стенкам сосудов и медленно продвигаются вдоль них. Многие сотни тысяч, миллионы фагоцитов выходят из кровеносных сосудов и спешат к пораженному микробами участку нашего тела. Они набрасываются на микробы, заглатывают и уничтожают их.
Способность фагоцитов приходить в необходимых случаях на помощь пораженным участкам организма Мечников объяснял так называемым положительным хемиотаксисом, который и обуславливает передвижение фагоцитов к месту поражения. Хемиотаксис - явление движения низших организмов и подвижных клеток высших животных к определенным химическим раздражителям или от них.
Жизнь Ильи Ильича проходит в непрерывном, вдохновенном труде. Он уходит из лаборатории только для того, чтобы несколько часов поспать. Ольга Николаевна также не покидает института: она принимает больных, которые толпами идут к Пастеру за исцелением. Мечниковы живут в Париже, но они мало знают этот город: в труде протекают месяцы и годы.
В 1892 году страшная эпидемия холеры охватила двадцать одно государство. Люди гибли сотнями тысяч. Но помощи ждать было неоткуда. Наука еще не могла вступить в единоборство с холерой, потому что не был еще найден возбудитель заболевания.
Еще в 1884 году в результате своих путешествий в Египет и Индию Кох открыл холерную запятую - вибриона. Кох находил вибриона во всех стадиях заболевания холерой и на основании этого заявил: вибрион - причина холеры. Но мало кто из ученых прислушивался к голосу Коха. Открытие холерного вибриона прошло мало замеченным и не помогло быстрой ликвидации эпидемии.
Илья Ильич считает своим долгом вступить в борьбу с эпидемией холеры. Дело оказывается не только опасным, но и в высшей степени запутанным и трудным. Проходят месяцы напряженной работы.
Разрешению вопроса о виновности коховских вибрионов в заболеваниях холерой могли помочь опыты на человеке. Готовый на все ради блага людей, Мечников решил произвести опыт над самим собой.
Уже не в первый раз Илья Ильич рисковал жизнью. В создавшейся обстановке иначе поступить он не мог и не хотел. В Европе от холеры погибло очень много людей, но не было найдено средство борьбы с ней.
Мечников выпил разводку холерных эмбрионов, но не заболел. Помощник Мечникова Латапи также повторил над собой опыт с холерными вибрионами и также остался здоровым. Через восемь дней Мечников повторил героический опыт, и опять ни он, ни его помощник не заболели.
Роль холерного вибриона и условия заражения холерой, в конце концов, были выяснены.
Мечников и его школа оказали неоценимую услугу человечеству. Серия исследований Мечникова пролила свет на процесс заражения холерой, который оказался значительнее сложнее, чем предполагал Кох.
Мечников поставил себе задачей найти метод экспериментального заражения холерой животных, не заболевающих в естественных условиях.
В результате настойчивых исследований Мечникову впервые удалось вызвать настоящую холеру у кроликов-сосунков.
Открылась широкая перспектива проведения опытов с прививкой холеры не людям, а животным.
Наука указала правильный путь борьбы с холерой. Холерный вибрион - единственный источник распространения заразы.
Уничтожайте холерную запятую, дезинфицируйте все, что имело соприкосновение с больным, еще лучше - сжигайте зараженные вещи, и эпидемия холеры пойдет на убыль.
Работы по исследованию холеры продолжались. Но с неожиданным заявлением выступил немецкий ученый Пфейфер. Он обнаружил разрушение микробов холеры в брюшной полости морских свинок при отсутствии фагоцитов. Пфейфер заявил: если морской свинке впрыснуть разводку холерных запятых, то через несколько минут они погибают и превращаются в мертвые зернышки; все это происходит в брюшной полости животного без участия фагоцитов.
Мечников был крайне взволнован этим сообщением. Подвергнув тщательной проверке опыты Пфейфера, он, к великому огорчению убедился в его правоте.
Многочисленными опытами Мечников доказал, что холерные вибрионы разрушаются не жидкостью брюшной полости. В тот момент, когда шприц вонзается в живот свинки, происходит то, о чем никто раньше не мог догадаться: у испуганного животного проиходит нервный шок, который разрушает фагоциты, и все переваривающиеся соки их высвобождаются в брюшную полость. Эти соки разрушенных фагоцитов - цитазы (цитазы - ферменты, выделяемые фагоцитами,- получили свое название от “цитос” - клетка) - делают то, что не смогли сделать фагоциты. Если избежать шока, то не цитазы, а фагоциты, как всегда, будут разрушать холерных вибрионов. В первом случае с микробами справляются соки фагоцитов - цитазы, во втором - не разрушенные фагоциты.
После смерти Луи Пастера фактическим директором института стал доктор Ру, а научную работу возглавил Мечников.
При институте были учреждены ежегодные курсы по бактериологии. Одним из главных организаторов этих курсов был Илья Ильич Мечников. Так он осуществил свою давнишнюю мечту о подготовке ученых-микробиологов на основе широкого сравнительно-биологического метода. Большую часть слушателей составляла русская молодежь. Здесь подготавливались кадры славной школы русских микробиологов.
Из года в год шла упорная борьба между двумя направлениями в учении о невосприимчивости организмов к заразным болезням. Победив Пфейфера, Мечников не избавился от новых нападок. Профессор Эрлих разработал сложную теорию, объясняющую борьбу организмов с ядами микробов - токсинами. Химические вещества - противоядия, - по Эрлиху, никакого отношения к фагоцитам не имели. Другой микробиолог, Беринг, дал науке теорию иммунитета, которая также отвергала участие фагоцитов в борьбе с заразными болезнями. Беринг впервые открыл антитоксины - противоядия организмов, разрушающие яды микробов.
И Мечников опять берется за работу. Загадочные антитоксины должны быть изучены на всех ступенях животного мира. Необходимо с антитоксинами проделать тот же титанический труд, который на протяжении десятилетий он затратил на изучение фагоцитов. Нужно найти цепочку, связывающую в единое целое все проявления невосприимчивости в животном мире. Антитоксины и фагоциты наверняка связаны в борьбе против микробов. Но какова эта связь?
Быть может, сами микробы вырабатывают антитоксины, то есть сами себя обезвреживают? Или, быть может, одни микробы выделяют противоядия для других болезнетворных микробов? Опыт следует за опытом. Нет, микробы не вырабатывают антитоксинов. Значит, необходимо искать их происхождение в организмах, которые борются с микробами.
Следуют опыты на растениях, на низших животных: червях, насекомых, лягушках, рыбах. Ответ по-прежнему отрицательный. Осталось исследовать высших холоднокровных животных, а потом перейти к теплокровным. Для этого Илья Ильич приобретает крокодила. И именно на крокодиле Мечников впервые убеждается в том, что антитоксины вырабатываются в организме в тех же органах, где образуются форменные элементы крови, - в селезенке, костном мозгу. Он знал, что любая функция организма изменяется по мере усложнения вида. Он знал, что из лабиринта сложнейших научных задач ему поможет выйти метод дарвинизма - сравнительно-эволюционный метод.
Это был очень важный факт: антитоксины образуются там же, где фагоциты. Установив это, Мечников начал распутывать сложнейшую проблему происхождения антитоксинов.
Фагоциты бывают двух типов: фагоциты с одним большим ядром - макрофаги и фагоциты с несколькими мелкими ядрами - микрофаги. Антитоксины всегда обнаруживались там, где были фагоциты-макрофаги.
Микробы нашли уязвимое место в живом организме. Они проникли в организм и начали свое пагубное дело. Найдя хорошую питательную среду для своего роста, они начали быстро размножаться. Разгорелась жестокая борьба: фагоциты выступили на защиту организма, многие миллионы маленьких борцов за здоровье вступили в схватку с микробами. Микробы выделяют ядовитые вещества - токсины. Организму надо найти средство против яда - противоядие. Фагоциты пожирают микробов. Этим заняты микрофаги - те фагоциты, которые вышли из кровеносного русла, а макрофаги, не умеющие съедать микробов, заняты уничтожением микробных ядов (токсинов). Попав внутрь макрофага, токсины разрушаются и вызывают появление антитоксинов.
Многочисленные исследования привели Мечникова к конечному выводу, что открытые Берингом антитоксины обязаны своим существованием все тем же фагоцитам.
К началу ХХ столетия идеи фагоцитоза приобрели мировое признание. Одни считали, что фагоцитарная реакция организма есть единственная причина невосприимчивости к заразным болезням; ею объясняли весь сложный механизм борьбы с болезнями. Другие, признавая фагоцитарную теорию, связывали ее с бактерицидными свойствами жидкостей организма и стремились найти общность между теорией фагоцитоза и гуморальной теорией.
Творец фагоцитарной теории, ее страстный защитник, Илья Ильич Мечников признавал желательность объединения фагоцитарной и гуморальной теорий, отстаивая первостепенное значение первой.
В 1903 году Мечников закончил редактирование русского издания книги “Невосприимчивость в инфекционных болезнях”. Этот труд подводил итоги исследованиям Мечникова за двадцать лет.
Ценя выше всего научную истину, Илья Ильич в предисловии к своей книге пишет:” Будучи убежденным, что многие возражения против фагоцитарной теории невосприимчивости зависят исключительно от недостаточного знакомства с ней, я думал, что изложение, собранное в одном томе, может быть полезным для тех, кто интересуется вопросом о невосприимчивости... Если мне и не удастся убедить своих противников в правоте защищаемых мною положений, то я по крайней мере дам им необходимые сведения для того, чтобы возражать мне”.
Оценивая теперь, когда наука сделала огромный шаг вперед, обе теории иммунитета и, определяя результаты их испытания временем, нужно отметить, что Мечников был прав не во всем. В своей ожесточенной полемике с гуморалистами он допускал односторонность взглядов, недооценивал значение других элементов организма, кроме фагоцитов, в борьбе с инфекцией. Кроме того, он не всегда ставил деятельность фагоцитов в зависимость от окружающей их среды. Но при всем этом Мечников понимал, что учение об иммунитете находится еще на одной из ранних стадий своего развития.
Мечников оказался прав в главном - в том, что в основе невосприимчивости лежит деятельность живой клетки, какой является фагоцит.
Но фагоцит живет не изолированно, а в нашем теле, и его защитные свойства зависят от физиологического состояния и реактивности организма. Микробы также выделяют вещества, играющие роль в фагоцитозе. Все это недостаточно учитывал Илья Ильич.
Великая заслуга Мечникова заключается в том, что он сумел свести явления невосприимчивости к заразным болезням к общим законам биологии, распространяющимся как на высших животных и человека, так и на низших животных - простейших, состоящих из одной клетки. Закономерности невосприимчивости Мечников объяснял общими биологическими законами. Он показал, что сложнейшие явления иммунитета - лишь количественные и качественные видоизменения общего для всех существ процесса внутриклеточного пищеварения. В ходе эволюции живых существ развивались и усложнялись средства их защиты от микробов, и из простого факта внутриклеточного пищеварения развилась вся сложная система процессов иммунитета, то есть защитной способности организма.
Еще в “Лекциях о сравнительной патологии воспаления” Мечников писал: ”Итак, воспаление в своем целом должно быть рассматриваемо как фагоцитная реакция организма против раздражающих деятелей; эта реакция выполняется то одними подвижными фагоцитами, то с действием сосудистых фагоцитов или нервной системы”.
Крупнейшая из современных теорий иммунитета видит этот источник невосприимчивости в деятельности клеток так называемого ретикуло-эндотелиального аппарата организма. Основы этих теорий заложены Мечниковым в его учении о фагоцитах.
К неподвижным клеткам, борющимся с микробами, относятся клетки эндотелия, клетки ретикулярной ткани (от латинского слова spinola - сеточка), из которой, в частности, состоят миндалины, клетки невроглии (соединительной ткани нервной системы) и другие. «Все эти клетки, - писал Мечников, - могут, по крайней мере при известных условиях, поглощать посторонние тела и, следовательно, выполнять функции фагоцитов”.
Эти взгляды Мечникова легли в основу современного учения о ретикуло-эндотелиальной системе.
Мечников занимался изучением проблемы старости человека. Он признавал верхним пределом жизни человека значительно больший, чем сто лет. Старость - это недуг, со старостью нужно и можно бороться.
Ведя борьбу за продление жизни человека, Илья Ильич в 1903 году выпустил свое первое философское сочинение “Этюды о природе человека”.
В 1908 году Илье Ильичу Мечникову вместе с Эрлихом была присуждена Нобелевская премия за исследования по иммунитету.
В мае 1911 года Мечников выехал в Россию, во главе экспедиции института Пастера. Экспедиция высадилась в казахских степях для изучения возбудителей туберкулеза.
В декабре 1915 года Мечников заболел инфлюэнцей, начались приступы сердечной астмы. Длительные страдания привели к трагическому концу. 2 июля 1916 года жизнь ученого оборвалась. Тело Мечникова, согласно воле покойного, было сожжено; урна с прахом поставлена в библиотеке Института Пастера.
Имя Мечникова вошло в историю как имя одного из основателей современной биологии и научной медицины.
Почти все русские бактериологи конца прошлого и начала нынешнего века были учениками Ильи Ильича Мечникова.
Весь направленный в будущее, Илья Ильич оставил молодежи свое благородное завещание: “Я очень хорошо знаю, что многое у меня гипотетично, но так как положительные данные добываются именно при помощи гипотез, то я нисколько не колебался в опубликовании их. Более молодые силы займутся их проверкой и дальнейшим развитием. Пусть они примут мою попытку за род завещания отживающего поколения новому...”
Весенним днем 1873 года взъерошенный Илья сидит на стуле и прощается с жизнью. Чрезмерная доза морфия растекается по его желудку. Жена Людмила, с которой Илья прожил четыре года, умерла от туберкулеза. 28-летний Мечников распланировал оставшуюся жизнь так: асфиксия через несколько минут и, может быть, отек мозга. Но организм «включает» рвотный рефлекс (такое бывает в редких случаях), Илью тошнит, жизнь продолжается. Через 35 лет, в 1908 году, неудавшийся самоубийца получит Нобелевку за работу «Невосприимчивость в инфекционных болезнях», где докажет, что , в том числе с помощью фагоцитов - клеток, которые поглощают вредные бактерии.
2. Победил бешенство
Сыграв в 1875 году свадьбу во второй раз, вскоре Мечников снова решает покончить с собой. Супруга, студентка Императорского Новороссийского университета, заболевает брюшным тифом. Илья в панике ждет ее смерти, и сам в сердцах вкалывает себе дозу возбудителя болезни, но в итоге выживают оба. В 1886 году Мечников основывает Одесскую бактериологическую станцию (вторую в мире и первую в Российской империи), где вместе с коллегами разрабатывает вакцины против опасных вирусов и бактерий - в том числе против брюшного тифа. А еще под его руководством в нашей стране впервые делают прививки от бешенства - благодаря Одесской станции смертность от бешенства снижается почти в пять раз.
3. Популяризировал йогурт
Старость - такая же болезнь, с ней нужно бороться. Так считал Илья, в конце жизни поставивший себе целью сократить или вообще убрать этот период из человеческой жизни (и ставший в результате основателем научной геронтологии). Мечников утверждал, что связано с неправильной работой кишечника, вызванной нарушениями его микрофлоры, а это, в свою очередь, следствие . Мечников первым доказал, что кисло-молочные продукты полезны для здоровья, и вознес на пьедестал болгарскую молочную палочку Lactobacillus delbrueckii - основной ингредиент натурального йогурта. За что ему натуральное спасибо от Men"s Health.
4. Спас армию от сифилиса
Илья Ильич стал одним из главных борцов с сифилисом, который в то время быстро поедал Россию. К примеру, в 1904 году этим ЗППП страдали 9,76% воен-нослужащих русской армии, а в 1907-м - уже 19,79%. Профессор Мечников первым стал экспериментировать на наших ближайших родственниках - шимпанзе. Он заражал приматов сифилисом и применял разные методы лечения, результатом чего стала разработка профилактической мази Мечникова - она помогла значительно снизить заболеваемость.
Он полечит
Илья Мечников родился 3 мая 1845 года в деревне Ивановка (Харьковская область, Украина). Закончил Харьковский университет (1864), стал почетным профессором Новороссийского университета (1870), почетным членом Петербургской академии наук (1902), лауреатом Нобелевской премии по физиологии и медицине (1908). Умер в Париже 2 июля 1916 года от инфаркта.
ДЕПАРТАМЕНТ ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ТОМСКОЙ ОБЛАСТИ
ОБЛАСТНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
ТОМСКИЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ ТЕХНИКУМ
урока по биологии
Разработчик:
Л.А.Акобян
Томск-2015г
Пояснительная записка к уроку
Урок по теме «Основные методы селекции животных и растений» разработан по естественно-научному направлению для обучающихся учебных заведений системы СПО , специальности «Защита информации» (на примере ОГБОУ СПО «ТомИнТех»). Урок проходит с использованием элементов фронтальной и индивидуальной работы, а так же ИКТ.
Использование данных методов на уроке биологии помогает достигнуть более высокого качества обучения в профессиональном образовании. Это позволяет не только повышать уровень знаний, умений, навыков обучающихся, но и развивать их как личности.
Использование индивидуальной, фронтальной работы позволяет развивать у обучающихся общие компетенции такие как: ОК 4. Осуществлять поиск информации, необходимой для эффективного выполнения задач, ОК 6. Работать в коллективе и команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями и ОК 7. Брать на себя ответственность за работу членов команды (подчиненных), результат выполнения заданий. Развитие данных компетенций входит в перечень требования к результатам освоения программы подготовки специалистов по специальности «Защита информации» и необходимы обучающимся в их бедующей профессиональной деятельности.
Особенности урока в том, что:
Совершенствование знаний по теме «Основные методы селекции животных и растений» проводится в интегрированной форме с использованием ИКТ, что способствует стимулированию интереса.
Тип урока: изучения нового материала позволяет показать все основные этапы урока, что демонстрирует профессионализм педагога.
Прослеживается связь с общеобразовательными предметами: география, зоология, ботаника.
Обучающиеся знакомятся с особенностями методов селекции животных и растений, о новых породах и сортах. Многие из них узнают в гибридных образцах своих домашних питомцев. Это не только повышает интеллектуальный уровень развития обучающихся, но и понимание значимости предмета биологии.
С некоторыми современными продуктами селекции, ребята сталкиваются в обычной жизни. На прилавках магазинов выставлены товары с надписью « Не содержит ГМО». Проводя аналогию с профессией на которую они обучаются, возникает вопрос о значимости защиты каждого человека о спорных продуктах селекции.
В ходе урока учитывается разные индивидуальные способности обучающихся, поэтому используются разные формы организации учебно-познавательного процесса.
Финалом урока является самостоятельная работа в форме «виртуальной» экскурсии, которая выявляет уровень усвоения и закрепления данного материала каждым обучающимся, а так же решением биологических задач.
Урок состоит из шести этапов.
На первом этапе преподаватель осуществляет проверку готовности обучающихся к уроку, сообщает тему и цели урока, мотивирует их на работу, знакомит с особенностями проведения урока и формой работы.
На втором этапе преподаватель проверяет уровень усвоение пройденного материала путем индивидуальной работы у доски, индивидуальной работы по карточкам и фронтальной работы повторением основных терминов, путем разгадывания кроссворда.
На третьем этапе объяснение нового материала с использованием мини-лекции и заполнением опорной схемы.
Закрепление полученных знаний осуществляется на четвертом этапе. Здесь студентам демонстрируется «виртуальная» экскурсия по гибридным образцам, и ребята должны самостоятельно определить какой из методов селекции был применен. Так же предлагается решить ряд биологических задач.
На заключительном этапе происходит подведение итогов урока, выдача домашнего задания.
Методика всего урока и каждого отдельного этапа вовлекает обучающихся в работу, активизирует их мыслительную деятельность, развивает познавательную активность.
Технологическая карта урока
Этапы занятия
Цель этапа
Время
Содержание деятельности
Средства
Формы и методы
Преподаватель
Обучающийся
1.Организационный момент
Организовать и настроить обучающихся на работу.
Проверяет явку и готовность обучающихся к уроку. Сообщает тему, цели и этапы урока. Реализует мотивационный компонент. Актуализация знаний.
Знакомятся с темой и целью урока. Формой работы.
Эпиграф
Фронтальная.
2.Повторение пройденного материала
Определить насколько успешно был освоен предыдущий материал.
1.Проверяет знания студентов у доски по карте.
2.Раздает карточки с заданием «Центры происхождения культурных растений».
3.Проверяет терминологию пройденного материала, используя кроссворд. Задает вопросы.
1.Слушают друг друга, дополняют материал.
2.Выполняют задание по карточкам, проверяют друг у друга.
3. Разгадывают кроссворд.
Политическая карта мира.
Карточки с заданием «Центры происхождения культурных растений»
Кроссворд (презентация)
1.Индивидуальная у доски
2.Индивидуальная по карточкам
3.Фронтальная
3. Усвоения новых знаний
Сформировать конкретные представления об изучаемых понятиях. Выявить сущность и главное в изучаемом.
Рассказывает о методах селекции. Просит конспектировать основные моменты.
Слушают материал и заполняют опорную таблицу по теме.
Таблица «Основные методы селекции растений и животных»
Презентация
1.Мини-лекция
2.Самостоятельная работа с конспектом.
4. Закрепление полученных знаний
Организовать деятельность учащихся по применению знаний, используя индивидуальную работу.
1. Предлагает слово одному из студентов, который провел исследовательскую работу по аутбридингу.
2. Зачитывает биологические задачи.
1.Студенты самостоятельно заполнят таблицу и определяют, какой из методов аутбридинга был применен для получения данного гибрида.
2. Внимательно слушают задачи и определяют метод гибридизации.
Презентация «Виртуальная экскурсия»
Карточка с заданием №1 «Прослушайте презентацию «Виртуальная» экскурсия. Заполните таблицу».
Карточка с заданием №2 «Решите задачу».
1.Интегрированный
2.Индивидуальный
5. Рефлексия
Уметь анализировать деятельность.
Зачитывает вопросы со слайда. При необходимости задает наводящие вопросы.
Анализируют свою деятельность, выявляют причины возникающих затруднений и пути их преодоления.
Презентация
5. Домашнее задание.
Сориентировать учащихся на возможные затруднения, на правильное выполнение задания.
Выдает домашнее задание.
Записывают основные моменты домашнего задания.
Презентация
Сообщение
Тема: Основные методы селекции растений и животных
Как приятно знать, что ты что-то узнал.
Мольер.
Цель: познакомится с методами, применяемыми в селекции растений и животных.
Задачи:
продолжить формирование у учащихся знаний о селекции животных и растений.
познакомить учащихся с методами селекции животных и растений.
продолжить формирование умений анализировать и делать выводы при устном развернутом ответе.
способствовать развитию речи учащихся путем постановки вопроса, требующих развернутого и связного ответа.
создание условий для развития устной и письменной речи при индивидуальном устном и письменном опросе.
создать условия для развития произвольного внимания при объяснении нового материала
способствовать развитию наглядно-образного мышления при демонстрации презентации, наглядных материалов.
создать условия для воспитания у учащихся правильной научной картины мира
способствовать воспитанию у учащихся ответственного отношения к труду, за результаты труда.
создать условия для воспитания у учащихся положительной мотивации к учению через обоснование необходимости изучаемого материала в повседневной жизни.
Обучающие :
Развивающие :
Воспитывающие :
Тип урока: урок изучения нового материала.
Вид урока: Уроки совершенствования знаний, умений и навыков.
Демонстрационное оборудование: мультимедийный проектор, презентация PowerPoint с изображениями животных, распечатанные карточки с заданиями, опорная таблица по теме урока.
План урока:
I
.Организационный момент - 5 мин.
II. Этап проверки домашнего задания – 10 мин.
III. Объяснение нового материала - 15 мин.
IV. Закрепление полученных знаний – 10 мин.
V. Рефлексия – 3 мин.
VI Домашнее задание – 2 мин.
ХОД УРОКА
I. Организационный момент 2 мин (Тема, отсутствующие) слайд 1.приложение 4.
– Здравствуйте ребята, сегодня на уроке нам нужно изучить очень объемный материал. Поэтому давайте максимально сконцентрируемся на уроке и будем работать быстро. Итак, давайте вспомним
к изучению какой темы мы приступили на прошлом уроке?
(Селекция)
– Сегодня на уроке мы с вами должны:
– повторить основные понятия темы «Селекция»;
– углубить материал по данной теме;
– а также вы должны показать мне какие вы трудолюбивые, добрые и внимательные.
– Вы готовы это сделать?
(Да)
II. Этап проверки домашнего задания 10 мин
–слайд 2. Итак, скажите пожалуйста,
какая основная задача селекции как науки?
(Выведение новых и совершенствование старых сортов растений, пород животных, штаммов микроорганизмов.)
– Хорошо. А скажите
, какая наука является теоретической базой селекции?
(Генетика)
– А теперь подумайте,
почему именно генетические знания играют большую роль в развитии селекции?
(Потому что основой успеха селекционной работы в значительной степени является генетическое разнообразие исходного материала. В своей работе селекционеры стараются использовать все многообразие диких и культурных растений.)
слайд 3.Правильно. На необходимость использовать в селекции растений все видовое многообразие флоры нашей планеты указывал еще академик Николай Иванович Вавилов – выдающийся генетик и селекционер. Именно Николаем Ивановичем были выделены 8 центров происхождения культурных центров растений.
Слайд 4. Давайте вспомним, какие это центры. Преподаватель вызывает одного студента к доске, и он по карте, (приложение 1), показывает все центры происхождения культурных растений.
Слайд 5 Итак, мы с вами вспомнили центры происхождения, а теперь давайте вспомним, родиной каких растений является тот или иной центр. Обратите внимание, на слайде перечислены культурные растения, такое же задание и на карточках на ваших столах (приложение 2). Ваша задача записать на карточках центры их происхождения. (Слайд 5)
Учащиеся заполняют карточки.
– Время вышло. Поменяйтесь карточками. На след. Слайде 6 красным цветом обозначены правильные ответы. Отметьте знаком «+» правильные ответы, знаком «–» – неверные.
– Кто сколько ошибок допустил?
Учащиеся называют количество ошибок.
– Для того чтобы дальше продолжать изучение темы нам нужно повторить основные термины . Мы будем с вами разгадывать кроссворд. У меня к вам просьба, не выкрикивайте ответы с места, а поднимайте руки, если знаете правильный ответ т.к. самые активные получать за урок оценки. (Слайды 7-15)
Вопросы:
В. Наука о методах создания новых и улучшение существующих пород животных, сортов растений, штаммов микроорганизмов с полезным для человека свойствам (селекция)
Г.Так называется популяция растений искусственно созданная человеком? (Сорт)
Г. Как называется метод при котором проводят различные скрещивания организмов? (Гибридизация)
По горизонтали:
В. В основе этого метода, который используется до сих пор лежит концепция разработанная еще Ч.Дарвиным. (отбор)
В. Так называется популяция животных искусственно созданная человеком?
В. Так называется популяция микроорганизмов искусственно созданная человеком?
– Таким образом, какие 2 основных метода выделяют в селекции?
(Отбор и гибридизация)
– Какие объекты изучают с помощью отбора и гибридизации?
(Животных, растений, микроорганизмы)
–
А вам известны методы селекции этих живых организмов?
(Нет)
– Именно сегодня на уроке мы и познакомимся с особенностями селекции животных и растений, методами, применяемыми в их селекции, а о селекции микроорганизмов поговорим на следующем уроке.
– Откройте тетради и запишите тему сегодняшнего урока –
«Основные методы селекция животных и растений»
(Слайд 16)
Слайд 17. Проговорить цель урока.
Объяснение нового материала.
Слайд 18 Ребята! У вас на столах лежат опорные таблицы «Современные методы селекции» приложение 3. По ходу моей лекции вы должны заполнять пустые ячейки. Это таблица останется у вас, и вы сможете ее вклеить в тетрадь.
Итак, разгадывая кроссворд мы с вами определили два основных метода селекции: это гибридизация и отбор. Теперь более подробнее поговорим о каждом методе.
Примитивная селекция растений возникла одновременно с земледелием. Начав возделывать растения, человек стал отбирать, сохранять и размножать лучшие из них. Многие культурные растения возделывались примерно за 10 тысяч лет до нашей эры. Древние селекционеры создали прекрасные сорта плодовых растений, винограда, многие сорта пшеницы, породы домашних животных. Им были известны некоторые современные селекционные приемы. Например, искусственное опыление финиковой пальмы применяли в Египте и Месопотамии за несколько веков до н.э.
Слайд 19.Самый первый и самый древний метод селекции – искусственный отбор. Различают две формы: массовый и индивидуальный. Массовый отбор – это выделение группа особей по внешним признакам. Например, при массовом отборе из всей популяции кур в хозяйстве оставляют для размножения птиц с яйценоскостью 200-250 яиц в год , живой массой не менее 1,5 кг, определенной окраски, не проявляющих инстинкта высиживания и т.д. все остальные куры выбраковываются. Достоинства: простота, экономичность, недостатки – невозможность индивидуальной оценки по потомству.
Слайд 20. Значение индивидуального отбора велико в том случаи, когда от одного организма можно получить большое количество потомков. Применяя искусственное осеменение от одного быка можно получить до 35000 телят.
Слайд 21. Так же различают два основных метода гибридизации: инбридинг и аутбридинг.
Инбридинг – родственная гибридизация. Скрещивание между братьями и сестрами или между родителями и потомством ведет к гомозиготности, т.е. к чистым линиям, и часто сопровождается ослаблением животных, уменьшению их устойчивости к неблагоприятным условиям, снижению плодовитости, а чтобы разнообразить генотип, насыщать его различными аллелями, Тем не менее инбридинг применяют с целью закрепления в породе характерных хозяйственно ценных признаков.
Слайд 22-25Аутбридинг – неродственная гибридизация. Это скрещивание сопровождается строгим отбором, что позволяет усилить и поддерживать ценные качества породы.
Сочетание родственной и неродственной гибридизации широко применяется селекционерами для выведения новых пород животных.
Слайд 26. Теперь давайте сверим таблицу «методы селекции» с тем, что получилось у вас. Исправьте ошибки если они есть.
Слайд 27. Привести примеры современной селекции.
Закрепление полученных знаний
Слайд 28. Ребята! Сейчас мы с вами прослушаем сообщение, которое приготовила нам Роза Махмудова. Она изучила большое количество материала по результатам аутбридинга, ваша задача внимательно слушать и заполнить таблицу с заданием №1. (приложение 4)
Слайд 29. Виртуальная экскурсии приложение 5.
Сегодня мы попробуем провести «виртуальную» экскурсию среди некоторых пород домашних животных растений, а заодно и вспомним основные методы селекции животных.
Слайд 30. Проверим заполненную таблицу. Подсчитайте количество баллов.
Слайд 31. Перед вами приложение 4 задание №2 « Решение биологических задач»:
Знаменитый русский селекционер И.В. Мичурин вывел более 300 сортов плодовых и ягодных культур, на выведение же одного сорта требуется не менее 20 лет. Поэтому жизнь этого учёного – беспримерный подвиг, пример колоссального трудолюбия и патриотизма. Мало кому известно, что Мичурин занимался и селекцией цветов – роз, лилий. Голландцы предлагали большие за лилию фиалкоцветную. Не продал… А каков метод получения этого растения, излюбленный мичуринский метод?
Всеми любимый виноград сорта кишмиш не имеет семечек, обладает раннеспелостью и приятным вкусом. Сорт Кишмиш Чёрный и сорт Кишмиш Белый овальный обладают хромосомным набором 4 п. Как называются такие растения, как можно получить растения с удвоенным набором хромосом?
Слайд 32. Проверим заполненную таблицу. Подсчитайте количество баллов. Поставьте оценку. Ребята, с последних парт передайте мне все карточки, я их проверю еще раз и выставлю оценку за урок.
Слайд 33. Ответьте на вопросы:
V . Рефлексия.
1. Что нового вы узнали на уроке?
2. Как вы считаете, какой из методов более эффективный?
3. Какие новые гибриды вы могли бы предложить?
4. Как вы считаете, достигли ли мы цели урока?
V I . Домашнее задание (Слайд 34)
– Подготовить сообщение об истории создания породы ваших домашних питомцев;
- Повторить основные понятия генетики: ген, гетерозигота, гетерозис, фенотип, экстерьер, сорт, штамм, биотехнология и т. д.
Слайд 35. Урок хочется закончить анализом знаменитого мичуринского высказывания «Мы не можем ждать милостей от природы, взять у неё – наша задача» Но мало кто знает продолжение этой фразы: «Но к природе надо относиться бережно и по возможности сохранять её в первозданном виде». В наш сегодняшний век – век манипулирования генетическим материалом, актуальнее вторая часть мичуринского завета, поэтому перед селекционерами сейчас важнейшими являются и нравственные задачи.
Таким образом, сегодня на уроке, повторили основные понятия темы «Селекция», познакомились с методами селекции растений и методами селекции животных
Слайд 36. Спасибо за урок. До свидания.
Список литературы:
Биология в таблицах и схемах. Для школьников и абитуриентов. Изд. 2-е. СПб, ООО «Виктория плюс», 2012.-128стр.
С.Г. Мамонтов Биология для поступающих в вузы, М. Высшая школа, 1992.
Новый справочник школьника. 5-11 класс. Универсальное пособие. Т.2.-СПб.: ИД «ВЕСЬ», 2002 год.
Научно-теоретический и методический журнал Министерства образования Российской Федерации. Биология в школе, 1993 год 1 издание.
Популярный энциклопедический иллюстрированный словарь - ЕВРОПЕДИЯ. Олма медиагрупп. Олма-пресс 2004.
Энциклопедический справочник школьника. Естественные науки. Москва 2002.
Приложение 1. Карта с изображением центров происхождения культурных растений
Приложение 2.
Фамилия _____________
Центры происхождения культурных растений
Рис, сахарный тростник, цитрусовые, баклажаны и др. (50% культурных растений).__________________________________________________________________________
Соя, просо, гречиха, плодовые и овощные культуры – слива, вишня и др. (20% культурных растений). __________________________________________________________________________
Пшеница, рожь, бобовые культуры, лен, конопля, репа, чеснок, виноград и др. (14% культурных растений). _______________________________________________________________
Капуста, сахарная свекла, маслины, клевер (11% культурных растений).__________________________________________________________________________
Твердая пшеница, ячмень, кофейное дерево, бананы, сорго. ___________________________________________________________________________________
Кукуруза, какао, тыква, табак, хлопчатник. ________________________________________
Картофель, ананас, хинное дерево. ______________________________________________
Название центров: Южноазиатский тропический, Юго-западноазиатский, Центральноамериканский Среднеземноморский, Абессинский, Восточноазиатский, Южноамериканский
Приложение 3. Опорная таблица «Современные методы селекции»
Приложение 4.
Группа______ ФИ____________
Задание 1. Прослушайте презентацию «Виртуальная» экскурсия. Заполните таблицу.
Гибриды
Метод
Баллы
Ландарас
Тигролев
Ларка
Австралийский шелковистый терьер
Левопард
Культурная слива
Британская короткошерстная
Лигр
Сильванер
Хайнак
Итого:
Задание 2. Решите задачу.
Задача
Ответ
Балл
В 1760-е годы английский селекционер Р. Бейкуэлл сформулировал два правила селекции крупного рогатого скота: «Скрещивай лучшее с лучшим» и «Подобное рождает подобное». Трудами этого специалиста Англия во многом обязана своим лидирующим положением в племенном животноводстве. О каких методах селекции идёт речь в данных высказываниях?
2.
Знаменитый русский селекционер И.В. Мичурин вывел более 300 сортов плодовых и ягодных культур, на выведение же одного сорта требуется не менее 20 лет. Поэтому жизнь этого учёного – беспримерный подвиг, пример колоссального трудолюбия и патриотизма. Мало кому известно, что Мичурин занимался и селекцией цветов – роз, лилий. Голландцы предлагали большие деньги за лилию фиалкоцветную. Не продал… А каков метод получения этого растения, излюбленный мичуринский метод?
