Сочинения

(Еще не оценили)

Загрузка...

Успех создания нового сорта начинает определяться еще до того, как селекционер проведет первое скрещивание. До того как скрещивать, надо постараться насколько можно точнее представить конечный результат. И тут поле для интуиции было самым широким. Селекционеры всегда искали объяснения лучшим способам подбора исходных форм, но как оставалась нереализованной раньше, так и остается не до конца решенной и поныне задача точной характеристики исходных форм. В учебниках по генетике и селекции встречаются фразы о важной роли ряда методов селекции, таких, как отдаленное скрещивание, использование географически удаленных форм, подбор морфологических вариантов, реккулентная селекция, и множество других. Однако это не столько методы, сколько принципы методов, которые легко объяснить теоретически, но достаточно трудно применить на практике. Все равно, если бы путешественникам вместо карты с точным указанием дорог, расстояний между населенными пунктами и их численностью дали бы просто яркую картинку.

Но отобрать нужные для скрещивания формы мало. Еще более трудные задачи возникают после того, как скрещивание закончилось, получены первые семена гибридов, и теперь нужно еще минимум два года только для того, чтобы узнать, что собой представляют гибриды, что они

[smszamok]

унаследовали от отца, а что от матери. Если бы удалось анализировать семена уже первого поколения и выявлять вклад каждого из родителей в формирование гибридного семени, селекционный процесс был бы намного ускорен.

Значительный прогресс в этой области достигнут в последнее время. Для иллюстрации этих успехов я приведу несколько примеров наиболее интересных, на мой взгляд, исследований, выполненных в последние два-три года.

Пожалуй, одним из изящных подходов к решению этой проблемы стало совместное исследование П. Пфалера из Департамента агрономии Флоридского университета (США) и Г. Линскенса и А. Де Кока из Департамента ботаники Неймегенского университета   (Голландия). Не так давно был создан стереоскен — электронный чудо-микроскоп, который давал возможность увидеть объемное изображение различных поверхностей—листа, корневых волосков, эпителия кожи, Полученные фотографии открыли новый мир, ранее недоступный прямому наблюдению. Этот микроскоп и был использован для того, чтобы изучить особенности рельефа поверхности 17 сортов кукурузы. Оказалось, что каждый из сортов имеет свое индивидуальное «лицо» на фотографии, и по сочетанию бугорков на поверхности семян можно легко различить каждый из сортов, подобно тому как по снимкам людей легко узнаются портретные сходства и различия.

Однако еще более важным оказалось то, что после скрещивания любых из 17 сортов попарно, рассматривая в микроскоп поверхность семян гибридов, удавалось точно определить, какой вклад в формирование гибрида внес отцовский организм, а какой материнский.

Другим примером в той же области является использование специального метода окраски наследственных структур клетки — хромосом, при котором уже в обычном световом микроскопе на них выявляются поперечные полосы. Их расположение оказалось довольно характерным по крайней мере для разных видов растений, и опытный микроскопист сейчас может отличить хромосомы ржи от хромосом пшеницы и ряда других видов. Применение этого метода позволило, например, Д. Меттину из Университета имени М. Лютера в Галле несколько лет назад выявить довольно неожиданный факт. Оказалось, что при создании академиком П. П. Лукьяненко замечательного сорта пшеницы Кавказ, в одну из пшеничных хромосом попала половина хромосомы ржи. Тем самым применение метода дифференциальной окраски хромосом также могло в ряде случаев указать селекционеру на самых ранних этапах развити* гибридов, какой вклад в его формирование внес каждый из родителей.

До самого последнего времени исследования не касались внутреннего состава клеток гибридов, насколько он поддается анализу. Ученые обнаружили формы пшениц, в каждой из которых отсутствовало по одной хромосоме из их полного набора, и в целом вся выявленная коллекция мутантов представляла ряд, выбирая из которого один какой-либо член и следя за его свойствами, можно было понять, какие гены перестали функционировать из-за отсутствия определенной хромосомы. У всех мутантов был изучен спектр белков в электрофорезе. Каждый белок давал полосу на электрофореграмме, и на каждой такой электрофореграмме можно было заметить несколько десятков полос. При стандартных исследованиях каждый сорт, разновидность или мутант давали свой спектр полос запасных белков. Применив этот метод, ученые выявили несколько интересных закономерностей. Во-первых, оказалось, что запасные белки кодируются генами разных хромосом, и при нехватке какой-либо хромосомы из спектра исчезает определенный набор полос. Во-вторых, анализируя определенные мутанты, удалось классифицировать группы белковых полос на элек-трофореграммах, как бы связать между собой группу белков и соответствующую хромосому.

Таким образом, одесские ученые протянули ниточку от генетики к молекулярной биологии, ухитрились выявить связь между молекулами белков и генетическими  структурами,   кодирующими  эти  белки, Настала вторая часть эксперимента. Теперь была поставлена цель — использовать добытые сведения для решения чисто селекционных задач. Работа эта, как говорилось, проводилась в Отделе качества зерна. Основная задача отдела — исследование технологических свойств получаемой муки и прежде всего ее хлебопекарных качеств. Однако от понимания того, что эти качества всецело определяются свойствами белковых молекул, входящих в состав зерна, до выяснения определенных признаков, по которым селекционеры могли бы уверенно отбирать линии растений, сочетающие в себе высокий урожай и не менее высокие технологические качества,— дистанция огромного размера. Можно даже сказать, что таких прямых признаков до сего дня нет. Тем ценнее открытие, сделанное А. А. Созиновым, Ф. А. Попереля и сотрудниками их лабораторий. Анализируя спектры запасных белков у разных мутантов, одесские ученые обнаружили, что присутствие некоторых полос на спектре белков коррелирует с повышенными качествами муки. Исследователи убедились, что во всех изученных случаях удается заранее предсказать у нового селекционного материала нужные технологические свойства, если основываться на данных электрофореза белков. Легко понять, почему это оказалось так важно для целей ускорения селекции. Для того чтобы изучить спектр белков, достаточно было «откусить» от семени не- большой кусочек, а получив электрофоре-грамму, воочию убедиться, хорошее получится из этого зерна потомство или нет.

Эта операция не препятствовала всхожести семени, и 4—5 лаборантов могут проверить за неделю тысячи образцов и передать для дальнейшего испытания заведомо хороший материал. Так удалось протянуть еще одну ниточку — от генетики через молекулярную биологию — к   селекции   растений.

Изучение морозостойкости зерновых культур стало важной задачей во всем мире. Каждый год в том или ином районе земного шара озимые посевы гибнут от замерзания, и потому как изучение причин повреждения растений заморозками, так и поиски зимостойких растений приобретают все более широкий характер.

Один из примеров. Американский ученый Д. Кенефик, искусственно создавая низкие температуры, следил за тем, как растения будут реагировать на холод, Можно было думать, что те, которые способны наиболее активно противостоять холоду, выдерживают лучше минусовые температуры. А что значит противостоять? По-видимому, не прекращать обмена веществ, то есть синтеза белков, дыхания и т. п. За этими процессами у ячменя и наблюдал Кенефик. Однако обнаружил он совсем другую зависимость.

Оказалось, что растения, не выдерживающие холода и погибающие от него, ведут в предсмертной агонии активный синтез белков, а те растения, которые способны пережить холод, напротив, как бы замирают. Уровень биосинтетических процессов у них и особенно уровень синтеза белков резко понижен. Установив эту интересную зависимость, Кенефик решил разобраться в причинах такого поведения морозоустойчивых форм. Чтобы понять ход его умозаключений, нам придется вспомнить, что определяет в клетках процесс синтеза белков. Уже упоминалось, что каждый белок синтезируется в клетках под контролем определенного гена. Синтез осуществляется в несколько стадий.

[/smszamok]

С гена, то есть с участка молекулы ДНК, считывается его копия в виде молекулы информационной РНК (и-РНК). Эта и-РНК направляется из ядра в цитоплазму клетки, там соединяется со специальными структурами клетки рибосомами, а уже последние «умеют переводить» информацию, записанную в и-РНК, в информацию о том, как должны быть соединены аминокислоты между собой, чтобы получилась цепочка белка, соответствующая данному гену.

Почему у морозостойких форм ячменя синтез белка на холоде оказался заторможенным? На какс«м этапе клетка перестала синтезировать белки? Может быть, в этих условиях становятся неактивными ферменты, делающие копии генов, или сами эти копии неустойчивы на морозе? Или мороз мешает рибосомам?

(Еще не оценили)

Загрузка...

Земля не идеальный шар. Хотя мы всегда и употребляем выражение «земной шар», но на самом деле этот шар немного сплюснут у полюсов. Разница между радиусами Земли у экватора и у полюсов составляет 21,383 километра, то есть что-то около 0,2% от земного диаметра. Сплющивание земного шара произошло благодаря его вращению вокруг своей «оси» — воображаемой линии, соединяющей полюса. Для того, чтобы посмотреть, как это получается, воспользуемся тем же прибором, который мы сделали для предыдущего опыта. Только моделью Земли будет не шарик, а бумажное кольцо.

Из полоски рисовальной бумаги склейте кольцо диаметром 15 сантиметров и шириной 2 сантиметра. На его противоположных сторонах прорежьте ровные круглые отверстия, чтобы через них свободно проходили веревки, на которых подвешен диск. Нижнюю сторону кольца приклейте к картонному кругу и расправьте кольцо, чтобы оно имело правильную форму круга. Хорошо скрутив веревки, приведите диск во вращение.

Вы увидите прозрачный шар, который на ваших глазах по мере увеличения скорости вращения постепенно сжимается по оси.

Земля, несущаяся в мировом пространстве по своей орбите, испытывает притяжение всех небесных тел Солнечной системы. Но сильнее всего на нее действует притяжение Солнца и Луны. Солнце, как уже говорилось, не дает возможности Земле улететь с орбиты, а Луна «организует» на Земле регулярные морские приливы и отливы. Но, кроме этого, Солнце и Луна своим притяжением вызвали у земной оси особое конусообразное движение, называемое прецессией. Чтобы стало ясно, что такое прецессия, проделайте такой опыт. Вырежьте картонный кружок диаметром 4 сантиметра, вставьте в его центр заостренную спичку— получится волчок. Запустите его на столе, придав волчку небольшой наклон. Ось волчка (спичка), кроме быстрого вращения, будет еще медленно описывать конус, поставленный на вершину. Вот это конусообразное движение оси волчка и есть прецессия. В данном случае прецессия получилась в результате борьбы наклонно вращающегося волчка с силой земного притяжения, которая стремится его опрокинуть.

Земной шар тоже волчок. У его оси тоже есть прецессия. Земная ось описывает даже два конуса, соединенных вершинами в центре Земли. Полный конусообразный поворот земной оси происходит примерно за 26 тысяч лет. Первым ученым, который изучил и объяснил причину возникновения прецессии у земной оси, был великий физик Исаак Ньютон. Что же заставляет земную ось совершать такое дополнительное движение?

Земля, вращаясь, летит по орбите с некоторым наклоном к плоскости, которую можно было бы провести через ее орбиту.

(Еще не оценили)

Загрузка...

Связующим звеном стали для нас проблемы хорологии, или расселения организмов в пространстве. Как организмы распространяются в море по глубинам и по широтам, как меняется их распределение в течение суток, когда одни растения, а за ними животные поднимаются на поверхность, в то время как другие уходят вниз, а как — в течение года, многих лет и, наконец, в геологическом времени, когда меняются климат, уровень и очертания морей и материков?

Вторая область, объединяющая работу разных лабораторий,— экология, или наука об отношении организмов к окружающей среде. Почему, например, одни животные могут заходить далеко на север, другие ограничены сравнительно южными районами? Почему одни морские организмы встречаются в опресненных водах и даже в реках, а другие — только в соленых участках моря? Почему одни способны жить только на песке или только на скалах, в то время как другие обитают на разных субстратах? Почему иногда на некоторых участках моря создаются громадные скопления животных или, наоборот, почему они сильно разрежены? На все эти «почему» и должна ответить экология.

Следующая проблема: изучение животных на разных стадиях индивидуального, развития, или онтогенеза. Какие изменения в организме животных происходят на каждой стадии, как при этом организмы относятся к среде, какие им нужны условия для успешного развития?

На эти и другие вопросы, относящиеся к очень многим морским организмам, исчерпывающих ответов, к сожалению, еще не получено. И, наконец, вопросы, связанные с эволюцией. Как от одних животных появляются другие? Чем один вид отличается от другого? Как устроен вид, какова его структура?

(1голосов, средний: 3,00 out of 5)

Загрузка...

Эта работа содержала в зародыше всю специальную теорию относительности, или, как ее сейчас принято называть сокращенно, СТО. Эйнштейн начал статью с предположения, что во всех координатных системах, движущихся с постоянной скоростью друг относительно друга, справедливы одни и те же физические законы, и такое предположение он назвал принципом относительности. Он также ввел такой постулат: свет в пустоте всегда распространяется с постоянной скоростью С, не зависящей от скорости движения тела, и назвал его принципом постоянства скорости света. Эти две предпосылки, писал Эйнштейн в начале статьи, вполне достаточны для того, чтобы построить простую, свободную от противоречий электродинамику движущихся сред, в которой будут излишними понятия эфира, абсолютного пространства и абсолютного времени.

Специальная теория относительности, являющаяся, безусловно, вершиной научной мысли, была подготовлена всем предыдущим ходом физических исследований (электродинамика Максвелла, преобразования Лоренца, опыт Майкельсона, работы Пуанкаре). Но требовалось совершенно свободное от предубеждений, совершенно независимое и, конечно, смелое, решительное мышление, чтобы

[smszamok]

взглянуть на всю проблему с новой точки зрения. Приняв принцип постоянства скорости света в пустом пространстве в качестве одного из основных законов природы, теория относительности кардинально изменила фундаментальные представления о природе пространства и времени.

Время и пространство, существовавшие до Эйнштейна в физике как независимые и самостоятельные, оказались связанными друг с другом скоростью света. С точки зрения эйнштейновской теории относительности во вселенной существует лишь собственное время различных движущихся тел, оно одинаково только для тех тел, которые находятся в покое друг относительно друга. Это и есть релятивистское представление о времени, представление о его относительности, которое ведет к фундаментальному заключению: для движущегося тела все процессы идут медленнее, само время течет медленнее и тем медленнее, чем ближе скорость движения к скорости света.

Этот вывод, конечно, был неприемлем для людей с консервативным мышлением, н поэтому вокруг теории относительности долгие годы бушевали споры. Их эхо дошло до наших дней в виде редких, но все еще проявляющихся научных публикаций, в которых оспариваются я смысл я существо теории относительности. Оспариваются безрезультатно. Ни одна физическая теория, писал выдающийся физик Макс Лауэ, не волновала и не возбуждала умы со времен античности так, как вторжение теории относительности в привычные представления о пространстве и времени.

Прошло много лет, теория относительности стала одним из оснований всей физической науки, от теории элементарных частиц до космологии, стала одним из оснований гигантского гармоничного здания современной теоретической физики. И уже сам Эйнштейн, вглядываясь в прошлое, писал: «Теория относительности является хорошим примером того, как развивается теория. Исходные гипотезы становятся все более абстрактными, далекими от жизненного опыта. Но зато мы приближаемся к благороднейшей научной цели: охватить путем логической дедукции максимальное количество фактов, исходя из минимального количества гипотез и аксиом… Надо разрешить теоретику фантазировать, ибо иной дороги к цели для него вообще нет. Разумеется, речь идет не о бесцельной игре фантазии, а о поисках самых простых и логичных возможностей и их следствий». И, вспоминая свой трудный путь к иетине, он пишет: «Только тот, кто сам это изведал, знает, что такое полные предчувствий, длящиеся годами поиски во мраке, волнение и страстное ожидание, переходы от уверенности к изнеможению и, наконец, рывок, приносящий ясность».

Экспериментально, в прямых опытах, замедление времени для движущихся тел было доказано гораздо позже, в 30-х годах, уже после полного триумфа СТО. Ускоренная до скорости, близкой к скорости света, элементарная частица (например, мезон) распадается гораздо медленнее, чем такая же частица с нерелятивистской скоростью. Это обусловлено именно замедлением времени для движущейся частицы.

Статья начинается так: «В этой работе будет показано, что, согласно молекулярно-кинетической теории теплоты, взвешенные в жидкости тела микроскопических размеров из-за молекулярного теплового движения должны совершать движения такой величины, что легко могут быть обнаружены под микроскопом. Возможно, что рассматриваемые движения тождественны с так называемым броуновским молекулярным движением; однако доступные мне данные относительно последнего настолько Не точны, что я не мог составить об этом определенного мнения». В этих строчках видны черты научного почерка молодого Эйнштейна: фундаментальность вывода, блестящая интуиция, связь теоретических представлений с экспериментальным фактом, абсолютная объективность.

Беспорядочное движение мельчайших Взвешенных частиц в жидкости, обнаружены

двух ядер дейтерия (Д + Д реакция) действительно возможно образование более тяжелых ядер: ядра 3Не (плюс свободный нейтрон) или еще более тяжелого изотопа водорода — трития (плюс свободный протон) . Обе эти ядерные реакции синтеза идут с выделением значительной энергии: 3,2 и 4,0 МэВ соответственно.

Правда, практически использовать энергию при таком методе синтеза невозможно—синтез нового ядра идет только при сильном сближении исходных ядер, а такому сближению препятствует электростатическое отталкивание. Поэтому ядра приходилось ускорять до высоких скоростей, и на это тратилось в конечном итоге больше энергии, чем получалось. Но есть, к счастью, другой путь — ядра могут сильно сближаться при высоких температурах (десятки и сотни миллионов градусов), когда скорость их хаотического движения очень велика. Поэтому реакция синтеза легких ядер была принята в качестве основного механизма выделения энергии в звездах. Американский физик Ганс Бете, разработавший теорию такого термоядерного горения в звездах, был впоследствии удостоен за эту работу Нобелевской премии. Как видите, принципиальная возможность получения термоядерной энергии в больших количествах была признана раньше, чем возможность использования энергии деления ядер. Отметим, что идея термоядерного происхождения энергии звезд за счет синтеза ядер гелия из ядер водорода была высказана английским астрофизиком А. Эддингтоном в 1920 году, задолго до экспериментального открытия реакции слияния ядер.

Прошло несколько лет после удачных экспериментов по синтезу гелия, и вот в 1939 году совершенно неожиданно немецкие физики О. Ган и Ф. Штрасеман открывают явление деления тяжелого ядра — ядра урана— при бомбардировке его нейтронами. Для ядра урана (Л = 238) энергия связи на нуклон равна 7,5 МэВ, когда же оно расщепляется на два примерно одинаковых осколка, то энергия связи у каждого из них примерно равна 8,4 МэВ. Следовательно, образующиеся два осколка в сумме легче исходного ядра,— у них энергия связи на 0,9 МэВ (на нуклон) больше, чем в исходном ядре урана. Если учесть, что ядро урана состоит из 238 нуклонов, то энергия, выделяющаяся при делении каждого такого ядра, достигает 214 МэВ. Обнаруженное деление ядер открывало второй путь высвобождения внутриядерной энергии, но получение нейтронов этих снарядов, необходимых для расщепления ядра урана, представлялось чрезвычайно сложным делом.

[/smszamok]

Трудно сказать, как решилась следует предсказанное Эйнштейном существование нового физического объекта — кванта, Планк никак не хотел признать то, что следовало из его собственных представлений — событие удивительное, но таких событий было не мало в истории естествознания.

Хочется отметить, что А. Эйнштейн был членом нашей Академии (избран в 1922 году), куда «го рекомендовали академики А. Ф. Иоффе, П. П. Лазарев и В. А. Стеклов, писавшие в своем представлении: «…поразительные успехи, которых добилась физика за последние пятнадцать лет, в значительной степени обязаны его идеям».

(Еще не оценили)

Загрузка...

Теплород и держался в науке так долго именно потому, что в нем отразились многие истинные свойства теплоты, хотя, конечно, на молекулярном уровне ясно полное отличие теплоты и теплорода. Еще при его жизни гениальный физик Больцман освободил природу от опеки бога. Он показал, как в природе реализуется то, что Энгельс утверждал на основе общих положений диалектического материализма — движение бесконечно, мир не умрет, не остановится в своем развитии. Вы спросите — как же так? Второй закон термодинамики утверждает, что мир стремятся к покою, а Больцман берет на себя смелость утверждать, что вопреки этому велению природы движение вечно. За счет чего же?

В результате изучения явлений природы Больцман стихийно пришел к тому, к чему диалектический материализм приводит строго научно. Он повял и объяснил парадоксальное уклонение природы от собственных запретов. Примирил теорию и реальность. Узаконил жизнь вопреки правам смерти и отнес вывод о тепловом угасании мира к области заблуждений.

Проследим же за рассуждениями Больцмана. Проделаем два мысленных эксперимента.

1.         Нальем в сосуд две одинаковые жидкости, различающиеся только цветом, в подождем. Они смешаются. Сегодня и для школьника не секрет, что это результат хаотического теплового движения частиц жидкости.

2.         Насыплем в барабан слой белых шаров, а на них слой черных и приведем барабан во вращение. Шары постепенно перемешаются, и, вынув вз любой части барабана достаточно большую порцию шаров, мы обнаружим в ней одинаковое количество белых и черных.

Если мы взглянем на уравнения, описывающие процесс, то увидим странную картину. Время входит в них симметрично: со знаком плюс и со знаком минус. Уравнения построены так, словно описываемые ими процессы могут одинаково свободно развиваться как в сторону будущего, так и в сторону прошлого! Но ведь это противоречит многовековому опыту человечества — время, как в теплота, неотвратимо течет в одну сторону, от прошлого к будущему, и нет никакой возможности не только повернуть его вспять, но в остановить хотя бы на мгновение! Разве кто-нибудь когда-нибудь видел хоть одно исключение из этого правила? Уравнения, о которых идет речь, дают основание предположить, что, вращая барабан в обратную сторону, можно добиться разделения шаров на белые в черные, то есть вернуть систему в первоначальное состояние, в прошлое. Но в действительности этого не происходит. Не разделяются и смешавшиеся жидкости. Почему?

Уравнения утверждают: чтобы шары, смешавшиеся в барабане, вновь разделились, при вращении в обратном направлении, нужно обеспечить точное воспроизведение всех элементарных шагов. То есть каждый шар в отдельности и все вместе должны воспроизвести в обратном порядке все свои движения — возвращением в прошлое мы назвали бы точное повторение событий в обратном порядке. Точное! Но это невозможво уже потому, что «шероховатости» — мельчайшие неровности поверхности шаров — деформируются случайным образом. Вращая барабан обратно и думая, что возвращаем процесс в прошлое, мы на самом деле уводим его еще дальше в будущее, в сторону беспорядка. Этим рассуждением Больцман не только не опроверг, но подкрепил вывод Томсона о неуклонном развитии природы от порядка к хаосу, о движении мира от состояния, при котором механическая, электрическая, химическая, тепловая и другие виды энергии распределены нераввомерво,— к состоянию, в котором все и везде одинаково, и одинаково навсегда: безжизненно, невозмутимо!

Но вернемся еще раз к барабану с шарами. Взяв нз него тысячу шаров, мы почти всегда будем иметь 500 белых и столько же черных. Если же вынуть два шара, то часто оба будут белыми или черными, будут одинаковыми.

И вывод: в малых частях большой системы может самопроизвольно возникать упорядоченность! Самопроизвольно, то есть без помощи бога, лишь по воле случая…

Случай — вот всесильный джинн, которого обнаружил Больцман.

Мысль Больцмана сводится к тому, что Вселенная, огромная совокупность звездных систем, в целом находится в состоянии теплового равновесия — в полном беспорядке и в полном соответствии со Вторым началом термодинамики. Но в отдельных ее частях, и даже в объемах, колоссальных, с нашей точки зрения, но малых по сравнению со всей Вселенной, хозяином может стать случай. Он может породить всплеск энергии, как говорят ученые,— флуктуацию. Из-за игры случая кое-где могут случайно возникнуть очаги повышенной температуры. Они дадут ту разность тепловых уровней, которая породит движение, жизнь. «Этот метод,— пишет Больцман,— кажется мне единственным методом, при котором можно представить себе… тепловую смерть единичного мира, без одностороннего изменения всей Вселенной от определенного начала  к  заключительному  состоянию». Можно сказать, что существование Вселенной и состоит в том, что в ней постоянно возникают случайные неупорядоченности, которые «рассасываются», чтобы по закону случая возникнуть вновь. Мы живем в одной из таких «возмущенных» областей. Наш мир — видимая нами часть Вселенной — существует уже около десяти миллиардов лет и просуществует еще много больше. Человечество возникло лишь пару миллионов лет назад, а цивилизация развивается всего несколько тысячелетий. Масштабы времени таковы, что нам незачем беспокоиться о том, когда завершится «возбужденность» нашего мира.

Но вернемся еще раз к законам термодинамики. Мы уже знаем, что ее первый закон, закон сохранения энергии, не основав ни на каких более фундаментальных законах.

(1голосов, средний: 5,00 out of 5)

Загрузка...

Возьмите железный гвоздь и попробуйте растянуть или согнуть его. Не получается? Повторите те же опыты с резиновой нитью или лентой. Разница налицо! Действительно, для того, чтобы растянуть полоску резины, предположим, на одну сотую ее длины, требуется приложить усилие в 100 000 раз меньшее, чем для такого же растяжения стального гвоздя. Да и не только в силах разница. Полосу резины можно удлинить раз в десять, и она не порвется. Эта способность к растяжению в 1000 раз превосходит растяжимость металлов. Что придает резине такие удивительные свойства? Конечно же, причины нужно искать в строении вещества, в форме молекул. Резиновыми изделиями люди начали пользоваться давно, но вот, как это ни удивительно, теория «растяжимости» резины была создана лишь в 1932 году швейцарцем  Мейером. (Впрочем, и до сегодняшнего дня не на все вопросы в этой области ученые имеют   ответы.)

Основу резины составляет каучук. Каучук состоит из длиннющих полимерных молекул— цепочек атомов углерода, соединенных с атомами  водорода. Некоторые атомы углерода соединены не простыми, а двойными связями. Каждая молекула каучука состоит из нескольких тысяч таких звеньев, и молекулярная масса такого вещества доходит до сотен тысяч. То есть молекула каучука, грубо говоря, в сто тысяч раз тяжелее атома водорода. Каучук — полимер. В природе очень широко распространены  полимерные вещества: это, например, белки, крахмал, целлюлоза. Но все такие полимеры можно разделить на две группы по следующему признаку. Вот, предположим, какой-то белок — гемоглобин или рибояуклеа-за. Любая молекула гемоглобина состоит из 574 звеньев-аминокислот, любая молекула рибонуклеазы содержит 124 аминокислоты. Не то в случае крахмала или каучука. Молекулы того и другого могут иметь различную длину, разную молекулярную массу, содержать разное число звеньев. Поэтому мы говорим лишь о средней молекулярной массе, о средней длине, характерной для большинства  молекул.

А кстати — какова длина «средней» молекулы каучука? Если вытянуть ее в нить, то длина ее будет порядка микрона. Вы можете изготовить «модель» такой молекулы. Возьмите тонкую шелковую нить длиной примерно полметра — она будет передавать соотношение толщины молекулы каучука к ее длине. Вот мы сказали: «Если вытянуть молекулы»… На деле в твердом состоянии или в растворе молекулы многих полимеров имеют вид зигзагообразных кривых. Представление об этом вы получите, если бросите модель-нитку на поверхность воды в тазу: она примет форму причудливой кривой.

Форму молекулы — точнее, некоторые характерные особенности ее формы— можно «предсказать» теоретически. Проделайте такой опыт, напоминающий игру в жмурки. Завяжите вашему товарищу глаза, раскрутите его и попросите сделать шаг. Нанесите на бумагу направление его движения. Снова раскрутите товарища и попросите его шагнуть снова и снова. Так вы получите ломаную линию — геометрическую   модель полимерной молекулы. (Отметим, что в действительности молекулы располагаются в трехмерном пространстве, мы же «работаем» в плоскости, но и плоская модель отражает ту принципиальную сторону дела,   о которой   идет   речь.) Попробуйте измерять, насколько будет удаляться ваш товарищ от исходной точки по мере того как число шагов растет. Величина удаления тоже будет расти, но в среднем этот рост будет пропорционален не числу шагов, как можно было бы предположить, а корню квадратному из числа   шагов. Та же характерная закономерность соблюдается и у молекул резины: в среднем расстояние между концами молекулы пропорционально квадратному корню из числа ее звеньев.

 Эта характерная деталь служит своеобразным признаком «свернутости» молекулы: в самом деле, ведь если бы она была прямой, расстояние между ее концами было бы равно ее длине и пропорционально числу звеньев, а не корню из этого числа! Отдельную молекулу мы моделировали ниткой, но, чтобы изготовить модель вещества, в котором множество молекул, нитки должны быть связаны друг с другом. Роль узлов, скрепляющих отдельные молекулы каучука в резине, выполняют мостики из двух атомов серы. Вводятся эти мостики при вулканизации каучука — обработке его серой при повышенной  температуре.

(1голосов, средний: 4,00 out of 5)

Загрузка...

Химики давно обнаружили, что растворенные белки, помещенные в электрическое поле, начинают передвигаться до тех пор, пока собственный заряд белковых молекул и некоторые другие их физические свойства не приведут к остановке этого движения. Разные белки будут мигрировать на различное расстояние, и, подвергая смесь белков разгонке в определенном электрическом поле (электрофорез — как называют этот метод), можно добиться разделения смеси белков  на отдельные составляющие. В 1959 году американские исследователи Р. Джонс, Н. Тэйлор и Ф. Сенти использовали метод электрофореза для анализа растворимых в спирте белков зерен пшеницы (они называются запасными) и доказали, что эти белки представляют собой смесь молекул с различной электрофор-тической подвижностью, что позволит определить их происхождение.

Другое направление исследований электрофореза запасных белков семян злаковых культур, также оказавшееся важным для селекционных целей. В генетике твердо установлено, что каждый

[smszamok]

индивидуальный белок синтезируется под контролем определенного гена (в каждой хромосоме может последовательно располагаться друг за другом несколько тысяч генов). Это правило справедливо и в отношении запасных белков семян злаковых культур — пшеницы, ржи, ячменя, овса. Первый вопрос, который интересовал одесских ученых, касался как раз связи генов запасных белков и хромосом. Как располагаются эти гены в хромосомах? Лежат Начав разбираться в этом хитросплетении причин и следствий, Кенефик обнаружил важную особенность холодостойких форм ячменя. Копии генов у них образовывались нормально, то есть синтез информационных РНК шел так же, как и у чувствительных к холоду форм.

Но дойти до рибосом эти и-РНК не успевали. В клетках ячменя, устойчивых к холоду, образовывались особые ферменты, так называемые рибонуклеазы, которые разрушали молекулы и-РНК, как только они синтезировались. Не получая новых матриц для синтеза белков, растения притормаживали свой обмен, как бы впадали в спячку, и в таком заторможенном состоянии переживали холод. В то же время у неустойчивых к холоду форм ячменя нужного вида ри-бонуклеаз не оказывалось, поэтому распада и-РНК не происходило, общий обмен, и в особенности синтез белков на холоде, даже усиливался. Растение быстро растрачивало   энергетические   запасы   и   погибало.

Выяснив причину гибели растений ячменя, Кенефик перешел к чисто селекционным экспериментам. Он запросил у селекционных станций, расположенных во всех штатах США, наиболее холодостойкие формы ячменя. Проверил их уровень синтеза на холоде соответствующих рибонук-леаз и, найдя формы с активными рибону-клеазами, дал рекомендации селекционерам для скрещивания наиболее холодостойких   форм.

Зеленой революцией назвали переворот в урожайности пшениц, ставший возможным благодаря выведению в 1968 году мексиканским генетиком и селекционером Норманом Борлаогом новых высокоурожайных и полукарликовых сортов пшеницы-Сорта Борлаога отличались способностью тем больше увеличивать урожай, чем больше удобрений вносили на поля, Это сорта так называемого интенсивного типа. Борлаог — пока единственный селекционер, получивший Нобелевскую премию мира. Вторая отличительная особенность — гигантский колос на коротком стебле. Питательные вещества, синтезируемые растениями, не расходуются на рост соломины, а в основном перекочевывают в колос. Карликовость пшениц —важнейшая первопричина повышенной урожайности. Задолго до экспериментов мексиканского ученого один офицер английских войск, расквартированных в Индии, нашел случайно низкорослую пшеницу и высеял ее у себя дома. Эту карликовую форму Борлаог и использовал при своих скрещиваниях с длинностебельными сортами,

Карликовые формы использовал не только Борлаог. Выдающийся селекционер академик Павел Пантеяеймоноеич Лукьяненко также широко пользовался карликами и создавал новые сорта низкорослых пшениц. И надо сказать, что сорта Лукьяненко, так же как пшеницы некоторых других советских селекционеров, не уступают в  урожайности сортам Борлаога.

Какие процессы на молекулярном уровне характеризуют растения-карлики? Физиологи, изучая механизмы роста и развития растений, открыли соединения, контролирующие эти процессы (кстати, уместно упомянуть, что первым обнаружил ростовые гормоны выдающийся русский ученый Н. Г. Холодный). Ростовые гормоны в соответствующей концентрации могут резко усиливать процессы роста. К исследованиям физиологов растений подключились биохимики. Их интересовал уже не конечный результат — ускорение роста и развития, а молекулярная расшифровка этого процесса. Что является побудительной    причиной    ускоренного   роста? Таких причин было несколько, остановимся на главной. Важнейшим фактором, лимитирующим рост, является наличие в клетках доступных форм таких химических соединений, Как простые сахара. Клетка вырабатывает их из крахмала, служащего как бы складом для хранения углеводов. Но для того, чтобы превратить крахмал (полисахарид) в простые сахара, нужны специальные ферменты — амилазы. Эти ферменты разрезают массивные молекулы полисахарида-крахмала на нужные короткие отрезки. Таким образом, зависимость прямая: чем больше в клетке амилаз, тем больше они «наработают» простых Сахаров, тем активнее идет ускоренное  развитие  проростка.

Что же определяет содержание амилаз в клетке? Оказалось, количество в эндосперме семян копий гена, ведущего синтез данного фермента. А гормоны, и в частности гибберелло-вая кислота, активизируют работу генов амилазы. В единицу времени клетка дает больше копий с этих генов в виде молекул и-РНК, а следовательно, и больше синтезирует   молекул   амилазы. Это открытие и послужило основой для применения гибберелловой кислоты в качестве главного инструмента при поиске карликовых форм. Сотрудники сельскохозяйственной исследовательской службы США Г. Фик из Северной Каролины и К. Квалсет из Калифорнийского университета в Дэвисе нашли простой способ отбора карликов пшеницы на уровне первых проростков, появляющихся из семян.

[/smszamok]

Они опрыскивали проростки гибберелло-вой кислотой. Те растения, которые имели В эндосперме семян МНОГО копий генов амилаз, отвечали на это увеличением выработки данного фермента. Проростки начинали резво расти, развиваться. А у потенциальных карликов мало копий амилазных генов В эндосперме семян — их рост не усиливается. Селекционеру остается выбросить длинных «акеелерантов» и работать дальше только с карликами. Как видим, конечный результат этих исследований и предложенный на их основе метод выглядят до предела простыми. Но основание этой простоты, тысячи и тысячи исследований ученых различных специальностей, большие и малые открытия, проникновение в глубь сокровенных жизненных   процессов.

(Еще не оценили)

Загрузка...

Молекулярная биология, зародившаяся в середине нашего века как дисциплина, имеющая, казалось бы, чисто теоретическое значение — познание основ жизни, уже приносит практические результаты. Испокон веку селекция растений была той областью человеческой деятельности, в которой интуиция определяла успех больше, чем что-либо другое. Выведение нового сорта занимало годы или даже десятилетия, а талантливые селекционеры, или оригинаторы, как их нередко называли, по им одним ведомым признакам вели скрещивание сортов и отбор новых, лучших форм.

Несмотря на интуитивность своей работы, селекционеры прошлого создали шедевры, нередко непревзойденные и поныне. Крупнозерная перуанская кукуруза, лучшие сорта среднеазиатских дынь и русских яблонь (таких, как антоновка), гигантские японские редьки (весом до 15—17 кг), тыква и многие другие примеры характеризовали работу неведомых селекционеров прошлого. Проявляя настоящее искусство в комбинировании пар для скрещивания и отборе лучших форм, они довели селекцию до совершенства, и даже сегодня едва ли не большую часть сельскохозяйственной продукции человек получает от сортов либо оставшихся неизменными с давних пор, либо созданных на основе сортов   древней   селекции.

Селекционеры прошлого не могли строить свою работу ни на чем ином, как на доведенной до совершенства интуиции: ведь до того, как биологи поняли, что представляет собой наследственность, по каким законам передаются признаки от родителей потомкам, какие внутриклеточные структуры несут наследственную запись, селекционеру в принципе было не на что больше   положиться.

Всего немногим более полувека назад в науке появились первые сведения о том, какие гены определяют внешние признаки органов растений, В двадцатые годы нашего столетия началась работа по составлению первых генетических карт растений. Стало ясно, что такие важнейшие характеристики сорта, как устойчивость к вирусным и грибным заболеваниям, могут быть закодированы в наследственности. В 1925— 1927 годах была открыта возможность искусственного вызывания мутаций, советские ученые генетик Л.  Н. Делоне,  селекционер А. А. Сапегин и американский исследователь Л. Стадлер провели первые опыты по вызыванию мутаций у растений излучением. Только в результате всех этих успехов в селекцию начали проникать первые методы экспериментальных наук.

Это позволило выдающемуся советскому ученому Николаю Ивановичу Вавилову еще в 1935 году провозгласить тезис, что селекция перестает быть искусством и становится наукой, базирующейся на достижениях генетики, цитологии, биохимии. Но, поскольку при создании новых сортов необходимо учитывать множество различных сторон, Вавилов подчеркивал, что «в отличие от основных наук, как химия, физиология, ботаника, зоология, селекция как научная дисциплина характеризуется высокой степенью комплексности». Вавилов пытался организовать новые научные центры по селекции растений, в которых бок о бок, в тесном единстве, работали бы селекционеры и фитопатологи, генетики и цитологи, статистики и биохимики. Однако понадобились десятилетия, прежде чем эти идеи были реализованы в действительно широких масштабах во многих странах мира.

В 1969 году на обеде по поводу шведско-советского симпозиума генетиков и селекционеров выдающийся шведский ученый Оке Густаффсон, возвращаясь к идее Вавилова о том, что в будущем селекция должна стать наукой, говорил с легким юмором: «Многие, особенно американцы, уверяют меня, что селекция растений— это «искусство», а не «наука». Лично я не имею ничего против того, чтобы называться артистом, но что касается селекции растений, то я предпочитаю использовать научный подход». Исследователи не ограничились единичными измерениями, а проследили общее содержание белка и различные белковые функции в созревающем зерне на протяжении всего времени развития зерновых растений — от момента цветения до полного созревания. При этом они обнаружили, что общее количество белковых молекул в тритикале напоминало более богатую белком пшеницу и могло сложиться мнение, что гибрид в основном синтезирует свои белки по типу пшеницы. Однако, когда Декстер и Дронзек изучили, из каких же типов белков состоит суммарный белок тритикале, они смогли точно установить, что по содержанию разных белков (альбуминов, глобулинов, глиадинов, глютен-нов, нерастворимых белковых веществ) гибрид занимает промежуточное место между обоими родителями. Эта промежуточность была отчетливо видна и на следующем — внутримолекулярном уровне.

Белки состоят из аминокислот, и исследователи решили проверить внутренний состав белков гибрида. Они убедились в том, что подобно тому, как это было найдено в отношении типов белков, их внутренний аминокислотный состав был также промежуточным по отношению к обоим родителям.

Повторяю, примеров таких исследований сейчас можно привести много. Молекуляр-но-биологический анализ все чаще и чаще используется для ускорения начальных этапов селекции, отбора лучших форм. Важно, что в понятие «лучшие формы» сейчас вкладывается принципиально иное содержание, чем десять или двадцать лет назад. Раньше селекционеров волновали главным образом внешние, морфологические признаки — длина колоса, количество зерен в нем, высота растений, число листьев и т. д, Сейчас на первое место выступают факторы внутреннего строения: белковость, содержание жиров, аминокислот, углеводов и их сбалансированность, то, что теперь принято называть качеством урожая.

(Еще не оценили)

Загрузка...

Начальный вид экрана Windows представлен рабочим столом и панелью задач. На рабочем столе находятся папки и отдельные документы, которые имеют вид значков-пиктограмм, ярлыки прикладных программ. Значки и ярлыки используются для быстрого доступа к папкам, файлам и программам. Контекстное меню разрешает просматривать и изменять свойства объектов рабочего стола. Для перемещения значков методом Drag and Drop необходимо подвести указатель мыши к необходимому объекту, нажать левую кнопку мыши и, не отпуская ее, переместить значок в необходимое место. Нажатие правой кнопки мыши в свободной от объектов части рабочего стола и выбор пункта контекстного меню: Свойства (левая кнопка мыши). Вкладыш «Рабочий стол», кнопка «Обзор», поиск файла с розширенням.bmp.

Предназначенные задачи — разрешает назначить расписание выполнения задач на компьютере. Очищение диска — удаление ненужных пользователю файлов. Сведения о системе — отображение текущих сведений о компьютерной системе. Таблица символов — разрешает вводить отсутствуют на клавиатуре символы. Связь: Hyper Terminal — подключение к другим

[smszamok]

компьютерам, службам Telnet, BBS и других интерактивных служб Интернет через модем или нуль-модемный кабель. Мастер настройки сети — установка и настройки малой или домашней сети. Мастер новых подключений — создание новых подключений к глобальной или локальной сети. Подключение к отдаленному рабочему столу — программа подключения к отдаленному компьютеру и управлению его работой.

Сетевые подключения — программа подключения к компьютерам, локальным или глобальных сетей. Развлечения: Громкость — регулирование громкости при записи или воспроизведении звуковых файлов. Звукозапись — запись звуковых файлов с помощью микрофона, звуковой платы и других устройств.  Диспетчер служебных программ — запуск и настройки программ поддержки специальных возможностей. Мастер специальных возможностей — настройка системы соответственно потребностям людей с плохим зрением, слухом или ограниченной подвижностью. Экранная клавиатура — разрешает моделировать нажатие клавиш клавиатуры с помощью мыши или других кнопочных устройств.

Экранная лупа — используется для увеличения избранного фрагмента экрана. Paint — разрешает просматривать и редактировать рисунки. Windows Movie Maker — запись, упорядочение, изменение и общее использование Windows Media на компьютере пользователя с помощью электронной почты или Интернету.

WordPad — создание и редактирование файлов со сложным форматированием. Адресная книга — управление личными контактами и поиском людей с помощью служб каталогов. Блокнот — создание и редактирование текстовых файлов с простым форматированием. Знакомство с Windows ХР — справочная система Windows ХР. Калькулятор — «электронный» калькулятор для вычислений. Командная строка — выполнение команд, которые вводят из клавиатуры. Мастер совместимости программ — настройка программ предыдущих версий Windows для работы по Windows ХР. Проводник — отображение файлов и папок на компьютере пользователя. Синхронизация — восстановление сетевых копий данных. Запуск программ на выполнение может осуществляться: из командной строки (набор полного имени файлов); из рабочего стола (с помощью ярлыка программы); с меню Пуск (с помощью выбора соответствующей программы); поиск и загрузки файла, который выполняется, на диске (с помощью программ Мои документы, Мой компьютер или Проводник). Диалоговое окно Выключить компьютер предоставляет пользователю возможности погрузка, выключение или переведение компьютера в режим ожидания. Для вывода диалогового окна на экран необходимо выполнить последовательный выбор команд в меню: Пуск, Выключение. Для отключения компьютера необходимо выполнить последовательный выбор команд в меню: Пуск, Выключение, Выключение.

Окном в ОС Windows называется часть экрана, ограниченная рамкой. Верхняя часть окна называется рядышком заголовка. Строка заголовка содержит значок объекта — системное меню, кнопки свертывания окна на панель, развертывание окна на весь экран, восстановление первоначального размера экрана и закрытие окна (программы). Под строкой заголовка содержится вторая строка, которая называется рядышком меню. Под строкой меню располагается панель инструментов, которая дублирует некоторые команды меню. Внизу экрана находится строка залога, который отображает информацию о текущем залоге документа или дополнения. Внутренняя часть окна называется рабочим полем, которое используется для отображения устройств компьютера, файлов и папок.

Форматировать — подготовка (разметка) диска (дискеты) к хранению информации.

Копировать — копирование избранного объекта в буфер памяти. Вставка — вставка избранного объекта из буфера памяти. Создать ярлык — создание ярлыка для избранного объекта. Переименовать — переименование избранного объекта. Свойства — отображение общих и сервисных свойств и возможностей избранного объекта. Диагностика и настройка устройств.

[/smszamok]

(Еще не оценили)

Загрузка...

Запись алгоритма можно рассматривать как обычный текст, состоящий из предложений. Роль предложений в алгоритме играют команды, то есть предписания выполнить отдельное законченное действие. Все действия в алгоритмах работы с величинами так или иначе связаны с изменением переменных величин, употребляемых в алгоритме. Как предложения русского языка, команды в алгоритмах бывают простые и сложные, или составные. Простая команда предписывает безоговорочно выполнить указанное действие. Составная команда характерна тем, что в нее входит условие, в зависимости от которого выполняется та или иная более простая команда из числа входящих в составную. Составные команды будут рассмотрены на следующем занятии. Основным видом простой команды является присваивание. Оно имеет вид х: = Е или Е->х, где х — переменная величина, а Е — любое алгебраическое выражение, в которое входят константы, переменные, знаки операций и скобки. Величина х называется получателем, а Е — источником.

Единственное требование, которое предъявляется к источнику,— это то, чтобы в него входили только те переменные, которые используются в алгоритме, и только такие операции, которые могут быть выполнены исполнителем. Выполнение команды присваивания состоит в следующем. Берутся текущие значения переменных величин, входящих в источник, и подставляются на места своих имен. Вычисляется значение получившегося выражения путем выполнения входящих в источник операций. Вычисленное значение а присваивается переменной х — получателю присваивания. Если до выполнения присваивания переменная х имела какое-то значение Ь, то оно как бы исчезает и заменяется на значение а.

Примеры присваиваний:

• 0-^п а-! — с-е
• ->-х
• а-(3 — с-Ь
• 2: = 2 + 1

В первом примере в результате присваивания п становится равной нулю независимо от прежнего значения. Во втором примере при а = 2, 1 = 7, с = 3, е = 3, с! = 4, Ъ = 6 х становится равным —0.5. В третьем примере значение 2 увеличивается на единицу. Записи х: = Е (левое присваивание) или Е->-х (правое присваивание) равноправны, и выбор между ними является делом вкуса или привычки. Различие в знаках левого (: = ) и правого (->) присваиваний объясняется исторической традицией.

Самый   простой  способ  объединения  отдельных команд в алгоритм — это их соединение в последовательность. Соединяемые команды отделяются друг от друга точкой с запятой, выполняются  в порядке их написания и все вместе называются серией. Серию команд можно записывать так же, как пишут обычный  прозаический  текст — подряд от одного края страницы и до другого. Однако для большей наглядности серию команд часто записывают на манер стихов — каждая  команда  на отдельной  строчке.  В этом случае помещать разделяющую точку с запятой не обязательно. В качестве примера запишем правило решения системы двух линейных уравнений с двумя неизвестными:

• Ь]У + С]2 = 01
• Ь2у + с2г = а2 Заглянув  в     справочник  по  математике (сделайте это самостоятельно), мы  найдем там формулы, выражающие решение системы:
• I 4, с.
• а|С2— С1а2
• У =
• Ъ] с, Ь2с2
• Ь]С2—- с,Ь2
• ,о2
• Мг- а,Ь
• . х2); 2 =