Великие эксперименты в естественных науках

Урок - конференция

Тебе бы опыт сделать не мешало, ведь он для нас источник всех наук.

А. Данте. Божественная комедия

Сообщение 1. Эксперимент Шпемана – путь к клонированию.

Развитие любого организма начинается с одной клетки. В самом простом случае, когда организм состоит всего из одной клетки (одноклеточные простейшие), она делится на две или более клеток. По мере увеличения их числа, клетки постепенно начинают отличаться друг от друга. Процесс постепенного превращения первоначально однотипных клеток в специализированные клетки органов и тканей, получил название клеточная дифференцировка.

А вот долго ли сохраняется в ядре клетки информация о целом организме? Это только свойство ядра яйцеклетки? Или же ядра дифференцированных клеток (например, кишечного эпителия или кожи) так же несут эту информацию в полном объеме? Ответ на эти вопросы могли дать только эксперименты. Первым подошел к решению задачи один из основателей экспериментальной эмбриологии немецкий ученый Г. Шпеман. Поставленный им эксперимент показал, что на начальной стадии деления яйцеклетки, по крайней мере до стадии 16-тиклеточного зародыша, каждая из клеток зародыша несет всю информацию, заключенную в исходной яйцеклетке. Дальнейшие опыты, связанные с именами ученых Т. Кинга, Р. Бригса, Дж. Гёрдону доказали, что ядра дифференцированных клеток способны сохранять в полном объеме ту информацию, которая содержится в яйцеклетке, т. е. информацию об организме в целом.

Таким образом, еще в 50–60-х гг. ХХ в. стало понятно, что имеется принципиальная возможность клонирования организмов. Для этого из яйцеклетки одной животной особи удаляют ее родное ядро. А затем пересаживают в нее ядро клетки любой ткани взрослого организма другой особи того же вида животного. Однако на практике все оказалось не так просто, и только сейчас ученые вплотную подходят к разработке приемов клонирования таких сложных биологических систем как млекопитающие, включая и человека.

Источники информации

1. Биология. Большой энциклопедический словарь / Гл. ред. М. С. Гиляров. – М.: Большая Российская энциклопедия, 1998.
2. Б е л о у с о в Л. В. Введение в общую эмбриологию. – М.: 1980.

Сообщение 2. Опыт Майкельсона – Морли – попытка экспериментального определения скорости движения Земли относительно эфира.

К концу XIX в. возникла гипотеза распространения света в некоторой субстанции, которую назвали эфиром, подобно тому, как звук распространяется в воздухе или другой среде. Предполагалось, что скорость света относительно эфира всегда постоянна. Относительно наблюдателя, движущегося сквозь эфир, скорость света должна изменяться. Эта гипотеза требовала экспериментального подтверждения.

Идею эксперимента выдвинул в 1875 г. ученый Дж. Максвелл. Уникальный эксперимент, позволяющий проводить измерения с такой точностью, был осуществлен в 1887 г. учеными А. Майкельсоном и Э. Морли. Он основывался на явлении интерференции волн.

Эксперимент дал результат очень высокой точности. Он оказался уникальным еще и потому, что, несмотря на отрицательный результат, (изменение скорости света не было зафиксировано), он стал ключом к пониманию свойств пространства и времени и послужил экспериментальной основой для построения теории относительности.

Источники информации

1. Г а р д н е р М. Теория относительности для миллионов. – М., 1965.

2. М я к и ш е в Г. Я., Б у х о в ц е в Б. Б. Физика: учеб. для 10 кл. – М.: Просвещение, 2001.

Сообщение 3. Опыт Резерфорда.

Источники информации

1. К а б а р д и н О. Ф. Физика: Справочные материалы: пособие для учащихся. – 3-е изд. – М: Просвещение, 1991.

2. К р и ц м а н В. А., Р о з е н Б. Я., Д м и т р и е в И. С. К тайнам строения вещества. – Вышейшая школа, 1983.

Революционные открытия в естествознании часто совершались под влиянием результатов опытов, поставленных талантливыми экспериментаторами. Великие эксперименты в биологии, химии, физике способствовали изменению представления о мире, в котором мы живем, о строении вещества, о механизмах передачи наследственности. На основании результатов великих экспериментов совершались другие теоретические и технологические открытия.