В России запрещено клонировать.

32

• Биотехнологии – прикладное направление современной биологии. Применение биотехнологий в различных отраслях народного хозяйства.

Управление биологическими процессами.

Современные генные биотехнологии позволяют в лабораторных и промышленных условиях создавать организмы с новыми наследственными признаками. До биотехнологий единственный путь получение организмов с полезными для человека свойствами были скрещивание и селекция. Генные технологии позволили конструировать клетки и организмы с новой генетической информации путем переноса генетической информации из одного организма в другой. Развитие генных технологий началось в 60х годах 20 века. Достижение современных генных технологий используется, прежде всего, в сельском хозяйстве и медицине. В 2010 году на научные исследования и разработки в области биотехнологий ежегодно в мире расходуется более 10 млрд. $.

Создание транс генных живых организмов.

Транс генные живые организмы – это организмы с измененными ДНК, то есть измененными наследственными признаками. Для создания такого организма (транс генного) необходимо в нужном месте разрезать его ДНК и вставить новый ген из ДНК другого организма. Тогда такие клетки, где изменилось ДНК, вместе со своими белками будут синтезировать и новый белок, и появляются у организма новые свойства. Этот процесс называется реконструкция ДНК. Она проводится с помощью точно подобранных химических реакций и осуществляется контроль специальными физико-химическими приборами.

Использование транс генных организмов.

Использования транс генных организмов для производства лекарств.

Генные технологии в настоящее время используется для синтеза в основном инсулина, интерферона и гормона роста.

Получение: Из клеток человека выделили ген, который контролирует синтез инсулина в организме, встроили его в геном кишечной палочки, и вот этот уникальный белок и продается в фармацевтике. Искусственный гормон роста человека был получен аналогичным образом. Если этот белок не вырабатывается, то ребенок не растет, рождаются карлики. У нас нет такой проблемы, так как вводит в организм не растущего ребенка, и вводят искусственный гормон роста.

Интерферон – универсальный противовирусный препарат. Из клеток крови человека, который перенес вирусное заболевание, выделяют РНК, и на ее основе синтезируют ген интерферона и этот ген вводится в геном бактериальных клеток и начинается выработка интерферона.

Транс генные растения:

Первые транс генные растения получены в 1983 году в США. А в 1992 году в Китае начали промышленно выращивать табак устойчивый к насекомым. В 1984 году в США было получено первое транс генное растения, для потребления в пищу и продается: помидор с замедленным созреванием. В 1999 году получены транс генные растения более 120 видов. В 11 странах они выращиваются, главное в США. На первом месте стоит соя – в основном транс генное, 54% всей сои – транс генная. На этом же первом месте и кукуруза. Также пытаются произвести транс генный картофель. Новые сорта транс генного картофеля, устойчивы к колорадскому жучу. Для России это очень важно, потому что 90% всего картофеля выращивается с участков, а там травят этих жуков.

Белок, который встраивает ген картофеля, этот белок токсичен для колорадского жука, но не токсичен для человека и животных, и в почве разлагается за одни сезон. Транс генные культуры устойчивые гербицидом. Из семечек транс генного подсолнуха, русские ученые получили масло, по вкусу и составу близкое к оливковому. Получены транс генные томаты пригодные для длительного хранения, что облегчает их дальнюю транспортировку. Способы внедрения чужих генов, наследственный аппарат растений.

Методы:

1)С помощью агробактерий. Эти бактерии умеют встраиваться в чужую ДНК;

2)Биобаллестическая трансформация: встраиваемые в ДНК, помещается на пули, например на шарики из вольфрама диаметром 1,2 микрона и стреляет в растительные клетки. Проделываемые в стенки клеток отверстие быстро заживляются, а застрявшие в цитоплазме пули очень маленькие и не мешают клеткам функционировать и приносят в клетки эти ДНК.

Безопасность транс генных организмов.

1)Возможно передача устойчивости гербицидом от культурных транс генных растений в сорнякам;

2)Устойчивые к вредителям транс генные растения могут подавлять популяции полезных насекомых, например пчел;

3)Самая большая опасность для человека это отравление, особенно в сыром.

В России в 1996 году принят федеральный закон «О государственном регулировании в области генно-инженерной деятельности». В 1997 году Юнеско приняло всеобщую декларацию о геноме человека и правах человека.

Развитие генной медицины.

Генная медицина – это диагностика лечения и профилактика наследственных и ненаследственных болезней на генном уровне.

Отличия генной медицины от традиционной медицины.

Это постановка диагноза. Генная медицина – это медицина, направленная на одного человека. Этическая проблема при котировании всех людей это то, что в генетическом паспорте человека есть предосположение ко всем заболеваниям. В настоящее время генная медицина в основном занимается диагностикой заболеваний на любой стадии развития организма, в том числе и до рождения. В настоящее время с помощью генной медицины лечат такие болезни, как гемофилия, заболевания нервной системы, болезнь Паркинсона, болезнь Альцгеймера.

№ 33 Технологии строительства.

Технология строительства подразумевает собой совокупность типов используемых строительных материалов и методов возведения построек. В настоящее время вопрос о применяемой технологии представляется наиболее запутанным, поскольку происхождение и название любой технологии давно уже носят условный характер, а наличие тех или иных атрибутов в технологии вовсе не позволяет однозначно трактовать ее как, например, финскую, канадскую или немецкую.

Любые технологии строительства подразумевают наличие, как преимуществ, так и недостатков. Нет абсолютно плохих, равно, как и идеальных технологий.

Кирпичный или каменный дом в представлении большинства соотечественников является самым предпочтительным, хотя и затратным вариантом как наиболее надежный, долговечный, и способный соответствовать любому проживанию: и постоянному и временному. Он представительный, и вполне пригоден исполнять имиджевые функции. Все это правда, но лишь от части. Все зависит от конкретных условий и места постройки. Необходимость глубокого и мощного фундамента может, например, войти в неразрешимое противоречие с имеющейся почвой, не позволяющей возводить тяжелые строения. Теплопроводность камня или кирпича явно выше чем у дерева, а значит тепло сохраняется хуже. Пожароустойчивость также весьма мифична. Горят любые дома, а причина – не в материале, а в неправильно сделанной электропроводке, способной прикончить любой дом.

Деревянный дом – вот настоящее поле приложения современных технологий строительства.

Простейшая и древнейшая технология строительства из дерева– сруб из обычного нецилиндрованного бревна, строится вручную. Используется редко, стоит не дешево, выглядит грубо и не изящно, возводится долго по причине необходимости усадки (срок не менее года). Технологии строительства во многом утеряны по причине отсутствия настоящих мастеров. Зато, если уж правильно построят, при условии правильного подбора и выдержки бревна, простоит 100 и более лет.

Современные технологии строительства деревянных домов представляют собой, на сегодняшний день, наибольшее разнообразие среди всех прочих материалов. В целом технологии можно свести к нескольким видам с более или менее четко выделенными характерными чертами.

Канадская технология – каркасно-щитовая. Основа этой технологии строительства - каркас из дерева, между стойками которого прокладывают синтетический утеплитель. Щиты могут быть изготовлены из вагонки, сайдинга, гипсокартона и т.п. с разнообразными наполнителями. Строится быстро, поскольку основная часть строительного процесса осуществляется в производственных цехах, дерева требует в два раза меньше чем цельнодеревянный дом, тепло держит лучше кирпича, бревна или бруса, пожаробезопасна, так как имеет специальную пропитку. Дома, выстроенные по канадской технологии, обладают достаточной прочностью, несмотря на кажущуюся внешнюю хлипкость конструкции. Однако, могут быть проблемы с экологичностью, так как иногда синтетика может присутствовать в качестве утеплителя, по той же причине затруднен воздухо - и влагообмен, то есть необходимо тщательно спроектировать вентиляцию. Эстетические возможности каркасно-щитовой технологии также весьма ограничены. Шедевр архитектуры при этой технологии строительства вряд ли получится.

Немецкая технология строительства, по существу, является разновидностью канадской. Отличие заключается в том, что каркас дома изготавливается из металла, что повышает прочность и долговечность всей конструкции. Как правило, эта технология строительства предполагает большие площади остекления. Могут быть проблемы с крепежом панелей, зато не надо заботиться о гниении каркаса. Для стен используются сендвич-панели, аналогичные панелям, используемым при канадской технологии. Стоимость, соответственно, значительно выше. Минусы такие же, как у канадской.

Финская технология строительства, или лучше сказать «условно-финская» заключается в использовании оцилиндрованного бревна или клееного бруса. Задача финской технологии (как и любой современной технологии строительства) – перетащить максимум трудоемких операций со строительной площадки под крышу цеха, передав самые затратные по деньгам и времени манипуляции от склонных к алкоголизму плотников не страдающей утренним похмельем машине. Оцилиндрованное бревно близко по физико-химическим свойствам обычному рубленному. Строится в три раза быстрее, поскольку допускает монтаж «с колес», сборка – по плану, а не по наитию. Общий вид и эстетические возможности в целом гораздо шире и разнообразнее, чем у обычного бревна.

Клееный брус – почти идеальная технология строительства по-фински. Суть заключается в склеивании в производственных условиях тщательно подобранных, обработанных и высушенных ламелей из хвойных пород (сосна, ель, лиственница) в единый брус заданной толщины. Главный плюс в минимальной усадке конструкции – до 1%. Оцилиндрованное бревно и цельный брус дают до 20% усадки. Низкая влажность материала имеет максимальную устойчивость к изменению геометрии, его попросту не коробит. Клееный брус не растрескивается и обладает прекрасной терморегуляцией. Эстетические возможности позволяют обойтись без отделки. Одним словом, достойнейшая технология.

№ 34Развитие химических технологий. Химические процессы. Виды катализа. Применение катализа в химических технологиях.

Историю химической технологии неотделима от истории химической промышленности. Вместе с возникновением первых химических промыслов появилась и химическая технология, как раздел прикладной химии.

Ещё в XV в. в Европе стали появляться мелкие специализированные цеха по производству кислот, солей, щелочей, фармацевтических препаратов. В России в конце XVI — начале XVII вв. получило развитие собственное производство красок, селитры, порохов, а также соды и серной кислоты.

Выделение химической технологии как отдельной области знаний и учебной дисцплины началось во второй половине XVIII в. Впервые термин «технология» употребил профессор Гёттингенского университета И. Бекман в 1772 г. Он же издал и первые труды по технике многих химических производств, явившиеся по сути и первыми учебниками по химической технологии.

В 1803 г. учреждена кафедра химической технологии Российской академии наук. А с 1804 г. стал издаваться «Технологический журнал, или собрание сочинений, относящихся до технологии».

В 1807—1808 гг. издаётся первый русский учебник профессора И. А. Двигубского по химической технологии — «Начальные основания технологии, или краткое показание работ на заводах и фабриках производимых».

В 1828 г. был издан учебник Ф. А. Денисова «Пространной руководство к общей технологии, или к познанию всех работ, средств, орудий и машин, употребляемых в разных технических искусствах».

Вот список некоторых технологий, которые развиваются сегодня:

• ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ БИОДИЗЕЛЯ ДЛЯ МАЛЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ

• ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ СОЛИДОЛА

• ПОЛУЧЕНИЕ СОЕДИНЕНИЙ С ПОЛИСУЛЬФИДНОЙ ГРУППИРОВКОЙ И КОМПОЗИЦИЙ НА ИХ ОСНОВЕ

Химические реакции (процессы) - превращение одного или нескольких исходных веществ (реагентов) в отличающиеся от них по химическому составу или строению вещества (продукты реакции). В отличие от ядерных реакций, при химических реакциях ядра атомов не меняются, в частности не изменяется их общее число, изотопный состав химических элементов, при этом происходит перераспределение электронов и ядер и образуются новые химические вещества.

Химические реакции происходят при смешении или физическом контакте реагентов самопроизвольно, при нагревании, участии катализаторов (катализ), действии света (фотохимические реакции), электрического тока (электродные процессы), ионизирующих излучений (радиационно-химические реакции), механического воздействия (механохимические реакции), в низкотемпературной плазме (плазмохимические реакции) и т. п. Взаимодействие молекул между собой происходит по цепному маршруту: ассоциация – электронная изомеризация – диссоциация, в котором активными частицами являются радикалы, ионы, координационно-ненасыщенные соединения. Скорость химической реакции определяется концентрацией активных частиц и разницей между энергиями связи разрываемой и образуемой.

Классификация:

• По фазовому составу реагирующей системы;

• По изменению степеней окисления реагентов;

• По тепловому эффекту реакции;

• По типу превращений реагирующих частиц

Катализ — избирательное ускорение одного из возможных термодинамически разрешенных направлений химической реакции под действием катализатора(ов), который многократно вступает в промежуточное химическое взаимодействие с участниками реакции и восстанавливает свой химический состав после каждого цикла промежуточных химических взаимодействий.

Термин «катализ» был введён в 1835 году шведским учёным Йёнсом Якобом Берцелиусом.

Явление катализа распространено в природе (большинство процессов, происходящих в живых организмах, являются каталитическими) и широко используется в технике (в нефтепереработке и нефтехимии, в производстве серной кислоты, аммиака, азотной кислоты и др.). Большая часть всех промышленных реакций — это каталитические.

Виды (типы):

Катализ может быть положительным (когда скорость реакции увеличивается) и отрицательным (когда скорость реакции уменьшается). Для обозначения отрицательного катализа часто используют термин ингибирование.

Катализ бывает гомогенным и гетерогенным (контактным). В гомогенном катализе катализатор состоит в той же фазе, что и реактивы реакции, в то время, как гетерогенные катализаторы отличаются фазой.

Примеры и применение:

Примером гомогенного катализа является разложение пероксида водорода в присутствии ионов йода. Примером гетерогенного катализа является окисление SO2 в SO3 на катализаторе V2O5 при производстве серной кислоты (контактный метод).

№35Транспортные технологии. Экономичный автомобиль. Виды транспорта (авиа, автомобильный, железнодорожный, речной, морской, трубопроводный) и их характеристика.

Экологичные автомобили или «Зеленые» автомобили — автомобили, оказывающие менее негативное воздействие на окружающую среду, чем обычные автомобили с двигателями внутреннего сгорания, работающие на бензине или дизеле.

Виды автомобилей:

Электромобиль — автомобиль, приводимый в движение одним или несколькими электродвигателями, а не двигателем внутреннего сгорания.

Гибридный автомобиль — высокоэкономичный автомобиль, движимый системой «электродвигатель — двигатель внутреннего сгорания», питаемой как горючим, так и зарядом электрического аккумулятора. Главное преимущество гибридного автомобиля — снижение расхода топлива и вредных выхлопов.

Газотопливная система — топливная система двигателя внутреннего сгорания, модифицированная для использования им в качестве топлива сжатых или сжиженных газов.

Воздухомобиль — автомобиль, использующий для движения сжатый воздух. Пневматические автомобили используют модифицированный вариант обычного четырехтактного мотора. Пневматические двигатели также позволяют использовать преимущества электродвигателей — системы рекуперативного торможения: в пневматических гибридах при торможении за счет использования двигателя в качестве воздушного компрессора, воздух сжимается и им заправляется резервуар.

Транспорт:

Водный транспорт — самый древний вид транспорта. Как минимум до появления трансконтинентальных железных дорог (вторая половина XIX века) оставался важнейшим видом транспорта. Даже самое примитивное парусное судно за сутки преодолевало в четыре-пять раз большее расстояние, чем караван. Перевозимый груз был большим, расходы на эксплуатацию — меньше.

• Транспортные средства: суда

• Пути сообщения: над/под поверхностью морей и океанов, каналы, шлюзы

• Сигнализация и управление: маяки, буи

• Транспортные узлы: морские и речные порты и вокзалы

Автомобильный транспорт сейчас — самый распространённый вид транспорта. Автомобильный транспорт моложе железнодорожного и водного, первые автомобили появились в самом конце XIX века. После Второй мировой войны автомобильный транспорт начал составлять конкуренцию железной дороге. Преимущества автомобильного транспорта — маневренность, гибкость, скорость. Грузовые автомобили перевозят ныне практически все виды грузов, но даже на больших расстояниях (до 5 и более тыс. км) автопоезда (грузовик-тягач и прицеп или полуприцеп) успешно конкурируют с железной дорогой при перевозке ценных грузов, для которых критична скорость доставки, например, скоропортящихся продуктов.

• Транспортные средства: различные типы автомобилей — легковые, автобусы, грузовые;

• Пути сообщения: автомобильные дороги, мосты, тоннели, путепроводы, эстакады;

• Сигнализация и управление: правила дорожного движения, светофоры, дорожные знаки, автотранспортные инспекции;

• Транспортные узлы: автостанции, автовокзалы, автостоянки, перекрёстки;

• Энергетическое обеспечение: автомобильные заправочные станции, контактная сеть;

• Техническое обеспечение: СТОА, парки (автобусный, троллейбусный), автодорожные службы.

Железнодорожный транспорт был одновременно и продуктом, и мотором промышленной революции. Возникнув в начале XIX века (первый паровоз был построен в 1804 году), к середине того же века он стал самым важным транспортом промышленных стран того времени. К концу XIX века суммарная длина железных дорог перевалила за миллион километров. Железные дороги связали внутренние промышленные районы с морскими портами. Вдоль железных дорог вырастали новые промышленные города.

• Транспортные средства: локомотивы и вагоны

• Пути сообщения: Железнодорожный путь, мосты, тоннели

• Сигнализация и управление: железнодорожная сигнализация

• Транспортные узлы: железнодорожные станции и вокзалы

• Энергетическое обеспечение: контактная сеть и тяговые подстанции

Воздушный транспорт — самый быстрый и в то же время самый дорогой вид транспорта. Основная сфера применения воздушного транспорта — пассажирские перевозки на расстояниях свыше тысячи километров. Также осуществляются и грузовые перевозки, но их доля очень низка. В основном авиатранспортом перевозят скоропортящиеся продукты и особо ценные грузы, а также почту. Во многих труднодоступных районах (в горах, районах Крайнего Севера) воздушному транспорту нет альтернатив. В таких случаях, когда в месте посадки отсутствует аэродром (например, доставка научных групп в труднодоступные районы) используют не самолёты, а вертолёты, которые не нуждаются в посадочной полосе. Большая проблема современных самолётов — шум, производимый ими при взлёте, который значительно ухудшает качество жизни обитателей расположенных рядом с аэропортами районов.

• Транспортные средства: самолёты и вертолёты

• Пути сообщения: воздушные коридоры

• Сигнализация и управление: авиамаяки, диспетчерская служба

• Транспортные узлы: аэропорты

№36Научные методы исследования. Принципы познания.

Научный метод — совокупность основных способов получения новых знаний и методов решения задач в рамках любой науки.

Метод включает в себя способы исследования феноменов, систематизацию, корректировку новых и полученных ранее знаний. Умозаключения и выводы делаются с помощью правил и принципов рассуждения на основе эмпирических (наблюдаемых и измеряемых) данных об объекте. Базой получения данных являются наблюдения и эксперименты. Для объяснения наблюдаемых фактов выдвигаются гипотезы и строятся теории, на основании которых формулируются выводы и предположения. Полученные прогнозы проверяются экспериментом или сбором новых фактов.

Важной стороной научного метода, его неотъемлемой частью для любой науки, является требование объективности, исключающее субъективное толкование результатов. Не должны приниматься на веру какие-либо утверждения, даже если они исходят от авторитетных учёных. Для обеспечения независимой проверки проводится документирование наблюдений, обеспечивается доступность для других учёных всех исходных данных, методик и результатов исследований. Это позволяет не только получить дополнительное подтверждение путём воспроизведения экспериментов, но и критически оценить степень адекватности экспериментов и результатов по отношению к проверяемой теории.

• №37Сознание и интеллект. Человек и эмоции. Исследования человеческого мозга и возможностей человека.

Сознание — это высшая, свойственная только людям и связанная с речью функция мозга, заключающаяся в обобщенном и целенаправленном отражении действительности, в предварительном мысленном построении действий и предвидении их результатов, в разумном регулировании и самоконтролировании поведения человека за счет рефлексии.

Будучи адекватным осмыслением реальности, сознание реализуется в виде различного рода практической и теоретической деятельности. Эта реализация предполагает формулирование замысла, цели или идеи.

Интеллект — это общая способность к познанию и решению проблем, которая объединяет все познавательные способности индивида: ощущение, восприятие, память, представление, мышление, воображение. Это способность из минимума информации выводить максимум заключения, при прочих равных — в кратчайшее время и простейшим анализом.

Эмоции — эмоциональный процесс средней продолжительности, отражающий субъективное оценочное отношение к существующим или возможным ситуациям. Эмоции отличают от аффектов, чувств и настроений.

Головной мозг — часть центральной нервной системы подавляющего большинства хордовых, её головной конец. Головной мозг состоит из большого числа нейронов, связанных между собой синаптическими связями. Взаимодействуя посредством этих связей, нейроны формируют сложные электрические импульсы, которые контролируют деятельность всего организма.

Несмотря на значительный прогресс в изучении головного мозга в последние годы, многое в его работе до сих пор остаётся загадкой. Функционирование отдельных клеток достаточно хорошо объяснено, однако понимание того, как в результате взаимодействия тысяч и миллионов нейронов мозг функционирует как целое, доступно лишь в очень упрощённом виде и требует дальнейших глубоких исследований.

Ученые изучают наш головной мозг и сегодня, и выделяют некоторые «секретные» функции.

• Наша краткосрочная память может запоминать одновременно только семь объектов;

• Умственная работа не утомляет мозг;

• Регулярная работа мозга позволяет предотвратить его заболевание;

• Человеческий мозг воспринимает наши тени как физическое продолжение тел;

• Для полноценной работы мозга нужно выпивать достаточное количество жидкости

• Мозг просыпается дольше тела