Муниципальное казенное учреждение Шербакульского муниципального района Омской области «Ресурсный центр информатизации образования и методического обеспечения» icon

Муниципальное казенное учреждение Шербакульского муниципального района Омской области «Ресурсный центр информатизации образования и методического обеспечения»




НазваниеМуниципальное казенное учреждение Шербакульского муниципального района Омской области «Ресурсный центр информатизации образования и методического обеспечения»
страница5/19
Дата конвертации03.08.2013
Размер3.17 Mb.
ТипДокументы
источник
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   19

^ Аграрная наука Сибири: селекция и растениеводство

на уроках биологии

Книга С.В.,

учитель биологии

МКОУ «Борисовская СОШ»


Сибирь занимает около 56% всей территории России. Освоение богатейших природных ресурсов полностью подтвердило предсказание великого М.В. Ломоносова о том, что «богатство государства Российского будет прирастать Сибирью».

Суровые почвенно-климатические условия (длительная зима, короткий вегетационный период, недостаток тепла, широкое распространение мерзлотно-таежных, болотно-глеевых и других малоплодных почв создают серьезные трудности в работе сельских товаропроизводителей.

Тем не менее и в этих жестких условиях можно успешно заниматься производством сельскохозяйственной продукции. Мнение о том, что на север, в Сибирь, выгоднее завозить готовые продовольственные товары из центральных районов страны, чем производить их на месте, является глубоким заблуждением или преднамеренным преступлением, поскольку не учитывает условий жизнедеятельности коренного населения. Мы убеждены, что для решения проблемы продовольственного обеспечения населения нужны серьезные вложения средств в развитие северного земледелия, животноводства Сибири, традиционных отраслей – оленеводства, рыболовства, охотничьего промысла и др.

История сибирской аграрной науки начинается с опытного учреждения, созданного 1828 г. при Омском войсковом казачьем хуторе, ставшее впоследствии Сибирским ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательским институтом сельского хозяйства. Пройдя ряд организационных преобразований от казачьего опытного хутора (1828 г.), Омского опытного поля (1853 г.), Областной селекционной станции имени Н.Л. Сколозубова (1918 г.), Западно-Сибирской комплексной областной сельскохозяйственной опытной станции (1924 г.), Сибирского НИИ зернового хозяйства (1933 г.), институт, получивший свое сегодняшнее название в 1956 г., самоотверженным трудом многих поколений ученых, специалистов, рабочих превратился в крупнейший центр сибирской аграрной науки и высокоэффективного ведения сельскохозяйственного производства.

Казачий хутор возник вдруг. Еще в 1828 г. командир Сибирского линейного казачьего войска Семен Богданович Броневский отправил двух казаков – Осипа Обухова и Петра Щербакова для обучения в земледельческую школу Московского общества сельского хозяйства. По их возвращении новый командир Иван Александрович Вельяминов в 1828 г. открыл в войсковом училище сельскохозяйственный класс и основал опытный хутор. Он располагался в 6 верстах от Омска. Осип Обухов с 1828 г. заведовал опытным хутором и был преподавателям агрономии и ветеринарии в Омском войсковом училище. Петр Щербаков преподавал тот же курс и вместе с Осипом Обуховым создавал Омский опытный хутор и заведовал им с 1833 г.

Начав исследование по разведению растений, О. Обухов и П. Щербаков считали, что «…будут также совершаться различные посевы для узнавания свойства семян… периода произрастания, дабы после сего безошибочно можно было разводить испытанных семян растений…».

Известно также, что на опытном хуторе приступили к изучению нескольких сортов пшеницы, ячменя и табака, заложили парники, сад и лесопитомники. Здесь начали заниматься коннозаводством и разведением тонкорунных овец, затем испытанием сельхозмашин и разработкой агротехнических приемов. Опытный хутор постепенно перерастал в многопрофильное опытное учреждение.

Освоение основ опытного дела и организацию подготовки кадров для села в Омске начинали С.Б. Броневский, И.А. Вельяминов, О. Обухов и П.Щербаков. Кто принял от них эстафету в 1837 г., нам не известно.

С 1918 по 1922 г. руководителем селекционно-опытной станции им. Н.Л. Сколозубова был В.В. Таланов – выдающийся организатор науки, селекционного и сортоиспытательного дела, соавтор сортов яровой пшеницы Мильтурум 321, Цезиум 111, Ферругинеум 65 и твердой Гордеиформе 10. Будучи в составе экспедиции, организованной в Каменной степи В.В. Докучаевым, он участвовал в закладке опытного поля и проведении лесопосадок. В 1912-1916 гг. на Синельниковской СОС В.В. Таланов впервые в России начал работу по созданию межсортовых гибридов кукурузы. Во время работы в Омске он с 1919 по 1921 г. был профессором Сибирского института сельского хозяйства и промышленности (ныне Омский госагроуниверситет).

В текущем году исполняется 92 года со дня основания в г. Омске Западно-Сибирской селекционной станции. Становление станции и широкое развертывание селекционных работ связано с именами талантливых ученых-энтузиастов: по селекции пшеницы – Н.Л. Сколозубова, В.В. Таланова, Н.В. Цицинина, И.Н. Семченкова, И.Н. Смирнова; по селекции ячменя – И.И. Кораблина, А.В. Тохтуева; по селекции многолетних трав – А.М. Константиновой, Ю.В. Войтонис, Г.И. Макаровой; по селекции картофеля – Л.И. Венени, Л.В. Катина-Ярцева; по селекции картофеля – Л.И. Венени, Л.В. Катина-Ярцева; по физиологии и генетике – Н.Л. Удольский, М.Ф. Терновского, В.С. Берга, Д.Г. Бошкова, Б.А. Вакара и др. В это время были созданы уникальные сорта яровой мягкой пшеницы Мильтурум 553, ячменя Омский 13709, гороха Штамбовый 2, проса Стахановское 596, люцерны Омская 8893.

Благодаря созданию в институте в 1970 г. селекцентра интенсивно и плодотворно оживились селекционные работы. Более чем за 30-летний период здесь создано и включено в Государственный реестр селекционных достижений России 114 новых сортов – наибольшее количество за все годы работы института.

Достигнутыми успехами в этот период институт обязан ученым-селекционерам: академику В.А. Зыкину, Г.П. Высокосу, доктору сельскохозяйственных наук В.С. Суслякову – по созданию серии сильных и ценных высокоурожайных сортов яровой мягкой пшеницы; по твердой пшенице – В.А. Савицкой и М.Г. Евдокимову; овса – В.И. Богачкову и Н.Г. Смищук; ячменя – Н.М. Федуловой и Н.И. Аниськову; озимой пшеницы и ржи – члену-корреспонденту Р.И. Рутцу и Е.Г. Мухордову; по селекции гороха, вики и сои – А.Г. Быковцу, Н.И. Васякину, А.М. Асанову и Л.В. Омельянюк; по селекции многолетних трав – Г.И. Макаровой, Б.А. Абубекерову и В.И. Дмитриеву; по кукурузе – Б.И. Герасенкову, В.С. Ильину и Н.В. Соболевой; по селекции картофеля – Л.В. Катину-Ярцеву, Б.Н. Дорожкину, Н.В. Дергачевой.

Успехи селекционеров были бы немыслимы без активного участия ученых теоретических направлений. Благодаря работам Р.А. Цильке, Б.Г. Рейтера и Н.А. Калашника получены ценные результаты по генетике количественных признаков зерновых культур. О.И. Гамзиковой и Л.Г. Гудиновой разработаны физиолого-биохимические и генетические основы продуктивности пшеницы и критерии оценки растений на засухоустойчивость. В.М. Россеевым и Г.Я. Козловой предложен новый способ оценки и отбора засухоустойчивых сортов пшеницы, ячменя и овса. Благодаря работам А.И. Широкова, Е.В. Падериной и Л.В. Мешковой по иммунитету предложены образцы по основным зерновым культурам для создания сортов, устойчивых к бурой ржавчине, мучнистой росе и пыльной головне.

История сибирской сельскохозяйственной науки начинается с организации 13 сентября 1828г. под Омском опытного хутора Сибирского линейного казачьего войска. Он является первым опытным учреждением в Сибири и вторым в России. В начале 1860г. было организовано Омское опытное поле, где с 1880г. начали проводиться опыты по изучению различных сортов местной крестьянской селекции.

Плановая, целенаправленная селекционная работа в Омске начата после организации в 1918г. Западно – Сибирской селекционной станции. Ее становление связано с именами выдающихся селекционеров пшеницы В.В. Таланова и Н.В. Цицина, ячменя – И.И. Кораблина, многолетних трав – В.В. Приселковой, А.М. Константиновой, В.Ю. Войтонис и Г.И. Макаровой, картофеля – Л.И. Венени и Л.В. Катина – Ярцева.

На огромным просторах Сибири и Казахстана заколосились первенцы сибирской селекции яровой мягкой и твердой пшеницы Цезиум 111, Мильтурум 321 и Гордеиформе 10. Фундаментом в их создании явился генофонд, собранный и любезно переданный в Омск известным ученым Н.Л. Скалозубовым. Данные сорта по комплексу признаков, особенно по приспособленности к экстремальным условиям региона, не имели аналогов в мировой практике.

Важной вехой в истории сибирского земледелия явилось создание И.Н. Семченковым и И.Н. Смирновым уникального сорта яровой мягкой пшеницы Мильтурум 553. Авторы были удостоены высокого звания лауреатов Государственной премии СССР. сорт возделывался с 1940 по 1980г. в Сибири и Северном Казахстане на миллионах гектаров. Постепенно, по крупицам создается генофонд растений по многочисленным культурам, растет метериально – техническая база, крепнет коллектив ученых, в науку идут молодые кадры.

Но наступил 1941г. В Омск пепеезжает штаб ВАСХНИЛ во главе с Т.Д. Лысенко.Селекционные исследования были сведены на нет, разгромлены теплицы, началась чехорда с кадрами, но, самое главное, начался отход от классических методов селекции и генетики. Это был печальные этап в селекции, который длился с 1944 по 1969г.: 25 лет почти бесплодной работы. Стране был нанесен непоправимый ущерб. С 1970г. для селекции начался золотой этап развития найчно – исследовательских работ. Одним из первым создается Западно – Сибирский селекционный центр. В его становлении большая заслуга принадлежит бывшему президенту ВАСХНИЛ П.П. Лобанову, академикам А.В. Пухальскому, П.Л. Гончарову, Н.В. Турбину и заместителю министра МСХ СССР И.Н. Кузнецову.

Много сил и труда вложил в разработку организационной структуры селекцентра и освоение методики селекционного процесса, набор и расстановку кадров его первый руководитель, доктор сельскохозяйственных наук, профессор Б.И. Герасенко (1922 – 1973).

Колоссальную работу по становлению селекционного центра провел доктор сельскохозяйственных наук, профессор, член – корреспондент РАСХН К.Г. Азиев (1930 – 1999).

Организация селекцентра позволила сконцентрировать силы всех лабораторий на выполнении единой комплексной программы по созданию более урожайных сортов зерновых культур, многолетних трав и картофеля для различных почвенно – климатических зон Западной Сибири.

К сожалению, перестройка в стране нанесла большой ущерб селекционно – семеноводческой работе. Постепенно идет восстановление разрушенной системы.

Несмитря на различные катаклизмы все же анализ селекционной работы за 1918 – 2003гг. показывает, что за эти годы был районирован ( ключен в Госреестр РФ ) всего 151 сорт, в том числе за годы организации селекционного центра ( 1970 – 2003 гг ) – 99 сортов, или 65,6%. Это касается всех селектируемых культур.

^ Яровая мягкая пшеница. Она является приоритетной культурой в работе селекционного центра. Как отмечалось выше, ее селекцией в Омске начали заниматься в плановом порядке с 1918г. Ее целью было и остается создание для различных зон Сибири и Северного Казахстана сортов высокой и стабильной урожайностью за счет придания устойчивости к отрицательным абиотическим и биотическим факторам при высоком и устойчивом по годам качестве зерна.

Высокий научный и методический кругозор первопроходцев сибирской селекции Н.Л. Скалозубова, В.В. Таланова, М.Ф. Теровского, В.Р. Берга, Б.А. Вакара, Н.Л. Удольской, И.Н. Семченкова, И.Н. Смирнова и других обеспечил уже в 1930 -1940 гг. создание ряда сортов яровой мягкой пшеницы, которые явились крупным достижением отечественной селекции ( Цезиум 111, Мильтурум 321, Мильтурум 553, Альбидум 3700 и др.).

В 1952 г. был районирован сорт Оская 2078, в 1957 г. – Цезиум 94. Данные сорта не имели значительных преимуществ над стандартами и не занимали значительных площадей. Они быстро были вытеснены с производства сортами инорайонной селекции. А дальше – полный вакуум. Лишь в 1977г. был районирован новый сорт яровой мягкой пшеницы Сибирячка 4. Он не нашел широкого применения из – за слабой устойчивости к полеганию и низкого качества зерна.

В 1979 г. был районирован уникальный сорт яровой мягкой пшеницы Омская 0 ( авторы Г.П. Высокос, В.С Сусляков, Л.А. Михеев, К.Г. Азиев, В.А. Зыкин, А.И. Юферова). Ускоренное размножение и внедрение его в производство позволили ему занять миллионы гектаров. По существу, с этого момента селекция яровой мягкой пшеницы выходит из тупикового положения.

В 1981 г. районирован сорт среднего типа Иртышанка 10, который вот уже более 20 лет находится в производстве и занимает значительные площади в регионе.

наибольшие успехи в селекции яровой мягкой пшеницы связаны с именем доктора сельскохозяйственных наук, профессора, академика РАСХН В.А. Зыкина. Им совместно с сотрудниками создана целая плеяда сортов различных групп спелости: среднеранние - Омская 12 ( 1984 г.), Омская 26 ( 1998 г.), Пямяти Азиева ( 2000 г.), Омская 32 ( 2001 г.); среднеспелые – Омская 17 ( 1986 г.), Омская 19 ( 1989 г.), Диас 2 ( 1992 г.), Омская 20 ( 1994 г.), Омская 29 ( 1999 г.), Омская 30 ( 2001 г.), Омская 33 ( 2002 г.); среднепоздние – Омская 18 ( 1991 г.), Омская 24 ( 1996 г.), Омская 28 ( 1998 г.).

Коллектив лаборатории селекции яровой мягкой пшеницы в настоящее время работает над созданием высокоурожайных сортов разричных групп спелости с зерном высокого качества, устойчивых к комплексу отрицательных абиотических и биотических факторов и отзывчивых на благоприятные условия выращивания, т.е. отличающихся стабильностью урожайности по годжам. Создан уникальный генофонд, который позволит в ближайшее время создать сорта, отвечающие в полной мере требованиям современного производства, находящегося в рыночных условиях. Плодотворно работаютнад созданием новых сортов под руководством академика РАСХН В.А. Зыкина молодые ученые И.А. Белан, Л.П. Россеева, Е.Ю. Игнатьева, Л.Ф Ложникова и др.

В 1979 г. в СибНИИСХ Р.И. Рутцем была создана лаборатория эксперементального мутагенеза. Разработаны методические основы мутационной селекции, в том числе и яровой мягкой пшеницы, и создан уникальный генофонд, на основе которого путем непосредственного использования мутантов или включения мутантных линий в гибридизацию выведен ряд сортов. Это, прежде всего, сорта среднераннего типа Росинка (1997 г.) и Светланка ( 2003 г., среднеспелого типа Росинка 2 ( 1999 г.) и Славянка Сибири ( 2002 г), сорт среднеспелого типа Росинка 3, районированный с 2004 г. в Акмолинской области Республики Казахстан. Авторы данных сортов: Р.И. Рутц, Н.А. Поползухина, Л.А. Кротова, Е.В. Веревкин, А.Н. Ковтуненко, Л.И. Деменщикова и др. В настоящее время в лаборатории создан генофонд, который позволит создать сорта, устойчивые к абиотическим и биотическим факторам среды.

В бывшей лаборатории генетики иммунитета Б.Г. Рейтером, Л.В. Мешковой, Л.П. Россеевой и другими создан сорт Строда Сибири ( 2002 г.), сочетающий в себе высокий потенциал продуктивности, повышенную устойчивость к засухе на ранних этапах развития и полевую устойчивость к возбудителям листовых патогенов.


^ Использование научных достижений химии XX века

в преподавании в школе


Наумова М.И., учитель химии

МКОУ «Шербакульский лицей»

1. Химия XX века.

На рубеже тысячелетий в каждой из главных областей естествознания – биологии, физике, химии - произошли и происходят одинаково важные, капитальные, но притом различные метаморфозы.

Бурно развиваются новые представления (супрамолекулярная химия, нанотехнологии, фемтохимия). Фантастическими следует назвать достижения биохимии. Все шире внедряются представления о химическом веществе как о микрогетерогенной среде, и это играет огромную роль в химии материалов. Огромное значение имеют успехи квантовой химии, однако и классическая механика широко используется при описании и интерпретации химических процессов. И по-прежнему незыблемой основой очень многих разделов химии остаются структурные формулы и стереохимические представления, сложившиеся в конце 19-го века.

Основная метаморфоза, которую претерпела химия в 20-м столетии, заключается в том, что из "экспериментальной науки о веществах и их превращениях" она превратилась в систему представлений, методов, знаний и теоретических концепций, направленных на изучение атомно-молекулярных систем (АМС). При этом основным средством описания, интерпретации, прогноза и использования АМС стала структура. Не будет большим преувеличением назвать всю современную химию структурной.[1] В результате химия встала перед капитальной проблемой: возникла необходимость на новом уровне согласовать классическую физикохимию (термодинамику и кинетику) с быстро прогрессирующими структурными представлениями, со стремительно увеличивающейся в объеме структурной информацией.

Структура - это сложное многоуровневое понятие, существующее в форме ряда различных приближений, и нужно пользоваться им так, чтобы в каждом конкретном случае была ясна сущность и степень достоверности подразумевающейся модели.

Внедрение структурных представлений преобразило многие аспекты деятельности химиков и используемые ими фундаментальные понятия. Радикально видоизменилось, например, содержание таких центральных понятий классической химии, как "химическое вещество" и "химическое соединение". Изменились смысл и форма двух первооснов, на которых зиждется химия, - эксперимента и теории (речь идет о тех экспериментах и теоретических концепциях, которые доминируют в современной химии). В частности это связано с быстрым развитием компьютерного моделирования, что привело к появлению нового типа научной гипотезы.

Конец 19 в. ознаменовался тремя выдающимися открытиями в области физики, в результате которых была доказана сложная структура атома, прежде считавшегося неделимым, — были открыты рентгеновские лучи, явление радиоактивности и электрон. Это положило начало новому этапу в развитии Х. После того как Э. Резерфорд установил существование атомных ядер и предложил планетарную модель атома (1911), началась успешная разработка теории строения атома, появились новые представления об электрической природе химических сил (см. Атом, Атомная физика).

Открытый Г. Мозли закон (1913) связал положение элемента в периодической системе и его характеристическое рентгеновское излучение. Это привело к выводу, что атомный номер химического элемента численно равен заряду атомного ядра этого элемента, а следовательно общему числу электронов в оболочке нейтрального атома. Ещё более глубокое понимание периодического закона было достигнуто на основании работ Н. Бора и др. учёных, показавших, что по мере перехода от элементов с меньшими атомными номерами к элементам с большими их значениями происходит заполнение электронами оболочек (уровней и подуровней), всё далее расположенных от ядра. При этом периодически повторяется сходная структура внешних электронных конфигураций, от чего и зависит в основном периодичность химических и большинства физических свойств элементов и их соединений. Решающую роль в понимании закономерностей заполнения электронных оболочек атома и объяснении атомных и молекулярных спектров сыграл Паули принцип. Сделанные открытия позволили решить многие вопросы, связанные с дальнейшей разработкой и теоретическим обоснованием периодической системы Менделеева. Обнаружение изотопов показало, что не атомная масса, а заряд ядра определяет место элемента в периодической системе. Открытием нейтронов (Дж. Чедвик, 1932) и искусственной радиоактивности (И. и Ф. Жолио-Кюри, 1934) были заложены основы получения новых радиоактивных изотопов и элементов, отсутствующих в природе, и последующего синтеза трансурановых элементов.

С решением проблемы строения атома связан вопрос о природе химической связи. В. Коссель (1916) и Г. Льюис (1916) предложили первые электронные теории валентности и химической связи. Теория Косселя рассматривала образование ионной связи, теория Льюиса — ковалентной. Описательная сторона этих теорий, хорошо согласующаяся с моделью атома Бора и объясняющая некоторые характерные особенности химической связи, сохраняет в известной мере своё значение до сих пор. Выдвинутые позже концепции, в частности резонанса теория (Л. Полинг), позволяют получать некоторые качественные и полуколичественные данные о симметрии молекул, об эквивалентности тех или иных связей и структурных элементов в молекулах, о стабильности и реакционной способности молекул.

Однако только на основе квантовой механики удалось объяснить природу химической связи, точно рассчитать энергию связи для простейшей молекулы — молекулы водорода (нем. учёные В. Гейтлер и Ф. Лондон, 1927) — и многие физические параметры др. двухатомных и нескольких многоатомных молекул (H2O, HF, LiH, NH3 и др.), в том числе межатомные расстояния, энергии образования из атомов, частоты колебания в спектрах, электрические и магнитные свойства, насыщаемость и направленность связей.

Новейший этап развития Х. характеризуется быстрой разработкой пространственных представлений о строении вещества, стереохимических концепций. Ещё в 1874—75 Ж. А. Ле Бель и Вант-Гофф высказали предположение, что 4 атома или радикала, связанные с атомом углерода, расположены не в одной плоскости, а в пространстве, по вершинам тетраэдра, в центре которого находится атом углерода. В связи с этим было расширено представление об изомерии, установлено несколько её видов и были заложены основы стереохимии. Для многих молекул были определены их стабильные пространственные конфигурации; в дальнейшем исследователи установили лабильные конформации молекул, возникающие в результате некоторого затруднения свободного вращения атомных групп вокруг простых связей (см. Конформационный анализ).

Современная теоретическая Х. основывается на общефизическом учении о строении материи, на достижениях квантовой теории, термодинамики и статистической физики. Применение методов квантовой механики к решению химических задач привело к возникновению квантовой Х. Её задачей стало решение волнового уравнения Шредингера для многоэлектронных систем молекул. Одним из первых результатов была теория валентных связей, ещё широко использовавшая традиционное представление о паре электронов как носительнице химической связи (Гейтлер, Лондон, Дж. Слэтер, Полинг). Затем был разработан метод молекулярных орбиталей (МО), рассматривающий целостную электронную структуру молекулы; каждая молекулярная орбиталь (волновая функция) учитывает вклад в неё всех электронных орбиталей атомов (см. Молекулярных орбиталей метод). Наиболее распространённый вариант метода МО основанный на приближённом описании молекулярных орбиталей через линейную комбинацию атомных орбиталей (ЛКАО МО). В ряде случаев для простейших молекул на основе использования новейшей вычислительной техники могут быть проведены весьма сложные расчёты молекул без всяких предварительных упрощений задачи. На основе указанного метода рассчитываются энергетические и электронные параметры молекул (распределение электронной плотности, величина энергии, длина и порядок связей, некоторые физические свойства соединений). Метод МО получил ныне распространение в теории органической Х. В неорганической Х. на основе его сочетания с теорией кристаллического поля (Х. Бете) возникла теория поля лигандов.

Квантовохимическое рассмотрение кинетических соотношений, установленных Аррениусом и Вант-Гоффом, привело к возникновению учения об абсолютных скоростях химических реакций, являющегося основой химической кинетики. Это позволило вычленить очень важную теоретическую проблему современной Х. — вопрос о природе переходного состояния, промежуточного активированного комплекса, внутри которого происходят во многом ещё неясные процессы перестройки структуры молекул.

Детальное изучение кинетики и механизмов реакций, исследование элементарных актов химических взаимодействий — важная задача химической физики. Большое значение приобрели работы в области цепных реакций, основы теории которых были разработаны Н. Н. Семеновым и С. Хиншелвудом. Кинетические исследования сыграли важную роль в развитии технологии переработки нефти, горения топлива, синтеза высокомолекулярных веществ. Показана возможность химической фиксации азота при обычных температуре и давлении, что может существенно изменить будущую технологию.

Ядерные превращения и сопутствующие им физико-химические явления, продукты ядерных реакций, радиоактивные изотопы, элементы и вещества служат объектами изучения ядерной химии и радиохимии. Работы в этом направлении имеют большое значение для получения и извлечения атомного сырья, разделения изотопов, использования расщепляющихся материалов.

Взаимодействие вещества с излучением и частицами высоких энергий различной природы, приводящее к химическим превращениям, изучается радиационной Х. Воздействие радиации инициирует многие процессы, в том числе синтез высокомолекулярных соединений из мономеров. В частности, под действием света происходят фотохимические реакции. Фотохимия исследует как связывание энергии электромагнитного излучения (например, в фотосинтезе, осуществляемом зелёными растениями), так и многочисленные реакции синтеза и распада, изомеризации и перегруппировок, возникающие в ходе указанного взаимодействия. Для промышленного производства перспективно использование мощной энергии лазера.

В электрохимии накоплен большой материал по исследованию электролитов, их электропроводности, электрохимических процессов, создана электрохимическая кинетика, изучаются неравновесные электродные потенциалы, процессы коррозии металлов, разрабатываются новые химические источники тока. Успехи теоретической электрохимии позволили дать более прочную научную основу многим промышленным электрохимическим процессам.

Влияние магнитных полей на химическое поведение молекул рассматривается магнетохимией. Область термохимических исследований расширилась в результате изучения взаимодействия вещества с плазмой, в частности в целях использования в плазмохимической технологии. Становление плазмохимии относится к 60-м гг., когда были выполнены основополагающие работы в СССР, США и ФРГ.

Химические превращения совершаются во всех агрегатных состояниях вещества — в жидком, газообразном и твёрдом. Всё большую актуальность приобретают исследования химических реакций твёрдых тел (топохимические реакции).

В современной Х. накапливаются данные о химической эволюции вещества во Вселенной, что позволяет составить общую картину эволюции природы. Современная ядерная физика и астрофизика сформировали представление о возникновении химических элементов. На основе изучения Х. метеоритов, вулканических земных пород, лунного грунта постепенно вырисовывается картина химической дифференциации вещества на планетной стадии развития, в частности геохимической эволюции (см. Геохимия, Космохимия).

Обнаружение сложных органических молекул в межзвёздном пространстве, в метеоритах и древнейших горных породах Земли, а также модельные опыты по синтезу сложных органических веществ из простейших соединений (CH4, CO2, NH3, H2O) в условиях искрового разряда, радиоактивного и ультрафиолетового облучения позволили представить этапы химической эволюции материи, предшествовавшие возникновению жизни (см. также Происхождение жизни).

Геохимия вулканогенных и осадочных пород, гидрохимия, Х. атмосферы, биогеохимия постепенно формируют представления о планетарных миграциях химических элементов, биохимия — о жизненных циклах. На основе этих данных всё более наполняется конкретным содержанием учение В. И. Вернадского о решающей роли процессов жизнедеятельности для понимания судьбы химических элементов на нашей планете.

Большие успехи сделала органическая химия. Так, разработаны автоматические методы синтеза многих белков; установлена структура ряда важных природных веществ — тетродотоксина, гемоглобина, аспартат-аминотрансферазы, содержащей 412 аминокислот, и др.; синтезированы сложнейшие природные соединения — хинин, витамин B12 и даже хлорофилл. Огромное влияние оказала органическая химия на развитие молекулярной биологии. Органическая химия легла в основу создания мощной индустрии тяжелого органического синтеза.

Химия полимеров, которая сформировалась в самостоятельную химическую дисциплину лишь в 30-х гг., изучает весь комплекс представлений о путях синтеза высокомолекулярных соединений, их свойствах и превращениях, а также о свойствах тел, построенных из макромолекул. Для современного этапа химии полимеров характерно углублённое изучение механизмов каталитической полимеризации, вызываемой металлоорганическими соединениями, в частности синтеза стереорегулярных полимеров, исследование микроструктуры высокомолекулярных соединений. Установлено, что свойства полимеров зависят не только от химического состава, строения и размеров макромолекул, но и в не меньшей степени от их взаимного расположения и упаковки (надмолекулярной структуры). Важным достижением явилось создание термостойких полимеров (кремнийорганических, полиимидов и др.). Успехи химии полимеров позволили создать такие важнейшие отрасли химической промышленности как производства пластмасс, синтетического каучука, химических волокон, лакокрасочных материалов, ионитов, клеёв и др.

На всех структурных уровнях организации живого важнейшую роль играют специфические химические процессы. Непрерывный обмен веществ в организме представляет собой сложнейшую систему согласованных химических реакций, осуществляемых с участием специфических белковых катализаторов — ферментов.

Воздействие химических процессов, происходящих во внешней среде, на сообщества организмов (биоценозы), химическая миграция элементов внутри экосистем, химическое стимулирование или подавление симбиотических или конкурентных видов исследуются в рамках химической экологии. Формирование поведения организмов в сообществах в значительной степени зависит от химических средств передачи информации (например, феромонов, используемых животными для привлечения или отпугивания др. особей, регуляции жизнедеятельности в семьях пчёл, муравьев и т.д.).

Традиционные для биохимии нейрохимические исследования переросли в новую отрасль знаний, изучающую влияния химических соединений на психические процессы; формируется т. н. молекулярная психобиология, связывающая молекулярную биологию с наукой о поведении (см.

Таким образом, можно выделить основные черты современной химии, отличающие её от классической химии второй половины XIX века.

Прежде всего, создание надёжного теоретического фундамента привело к значительному росту возможностей прогнозирования свойств вещества. Современная химия немыслима без широкого использования физико-математического аппарата и разнообразных расчётных методов. Прогностические возможности химии распространяются не только на свойства вещества, основные количественные характеристики которых зачастую могут быть рассчитаны до опыта, но и на условия синтеза этого вещества.

Еще одной особенностью химии в ХХ веке стало появление большого числа новых аналитических методов, прежде всего физических и физико-химических. Широкое распространение получили рентгеновская, электронная и инфракрасная спектроскопия, магнетохимия и масс-спектрометрия, спектроскопия ЭПР (электронного парамагнитного резонанса) и ЯМР (ядерного магнитного резонанса), рентгеноструктурный анализ и т.п.; список используемых методов чрезвычайно обширен. Новые данные, полученные с помощью физико-химических методов, заставили пересмотреть целый ряд фундаментальных понятий и представлений химии. Сегодня ни одно химическое исследование не обходится без привлечения физических методов, которые позволяют определять состав исследуемых объектов, устанавливать мельчайшие детали строения молекул, отслеживать протекание сложнейших химических процессов.

Для современной химии также стало очень характерным всё более тесное взаимодействие с другими естественными науками. Физическая и биологическая химия стали важнейшими разделами химии наряду с классическими – неорганической, органической и аналитической. Пожалуй, именно биохимия со второй половины ХХ столетия занимает лидирующее положение в естествознании.

Коллоидная и координационная химия, кристаллохимия и электрохимия, химия высокомолекулярных соединений и некоторые другие разделы приобретают черты самостоятельных наук.

Неизбежным следствием совершенствования химической теории явились новые успехи практической химии. Из выдающихся достижений химии XX века достаточно упомянуть хотя бы такие, как каталитический синтез аммиака, получение синтетических антибиотиков и полимерных материалов. Успехи химиков в деле получения вещества с желаемыми свойствами в числе прочих достижений прикладной науки к концу XX столетия привели к коренным преобразованиям в жизни человечества. Химики нашли лекарства от неизлечимых ранее болезней, получили вещества и материалы, использование которых существенно улучшило условия жизни людей. В значительной степени благодаря развитию прикладной химии средняя продолжительность жизни человека за двадцатое столетие выросла практически вдвое.

Впрочем, современная химия дала в руки людей также и эффективные средства сокращения продолжительности человеческой жизни. Достижения науки далеко не всегда используются людьми в благих целях, не всегда результаты практического использования научных открытий оказываются в точности такими, как ожидалось. Всякий успех в деле покорения природы неизбежно влечёт за собой, наряду с выгодами, ещё и появление новых проблем – экологических, этических.

Говоря об успехах практического приложения достижений науки, следует подчеркнуть, что история естествознания вообще и химии в частности постоянно подтверждает особую ценность фундаментальных исследований – "знания ради знания". Исторический опыт наглядно свидетельствует, что почти всякое значительное научное открытие в момент своего совершения лишено практической ценности. Однако именно на том, что изучено фундаментальной наукой десятилетия назад, основываются сегодняшние успехи науки прикладной.

Ещё одним важнейшим результатом достижений фундаментальной науки является создание и постоянное совершенствование научной картины мира. Поскольку наши представления о Вселенной создаются индуктивным путём, от частного к общему, научная картина мира непрерывно уточняется и в принципе не может быть окончательно завершённой.

Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что наука химия постоянно совершенствуется, и это дает миру возможность открывать новейшие горизонты.


^ 2.Применение химических открытий в учебном процессе


Дата

ФИО ученого

^ Суть открытия

Тема

Класс

Виды деятельности

Значение

1900

Макс Планк

Заложил основы квантовой теории

Строение атома

8,11

Составление электронной и графических формул атомов элементов

Развилась атомная энергетика, электроника, генная инженерия

1900

Клеменс, Винклер и Р. Книтч

Разработали основы промышленного синтеза серной кислоты контактным способом

Химические производство

9,11

Изучить схему производства и определить перспективы достижения

Разрешена проблема получения кислоты в широком масштабе


1903

Михаил Степанович Цвет

Заложил основы методы адсорбционной хроматографии

Способы разделение смеси. Аминокислоты, белки

8,11

внеклассные занятия

Исследовательские работы: определение аминокислот и альдегидов в мясных продуктах

Новые способы получения чистых веществ

1908

Вильгельм Оствальд (лауреат нобелевской пр.)

Основы технологии производства азотной кислоты каталитическим окислением аммиака

Получение аммиака в промышленности

9,11

Составление схем производства, определение наиболее оптимальных условий производства

Обеспечил 20 век удобрениями, искусственными аминокислотами

1909

Серен Серенсен

Ввел водородный показатель кислотности и среды - рН

Среда раствора

11

внеклассное занятие

Исследование: Антоцианы, расчеты рН среды

Зависимость условий реакции от среды

1910

Сергей Васильевич Лебедев

Получил первый образец синтетического бутадиенового каучука

каучуки

10

Современные каучуки

Революция в производстве синтетических полимеров

1911

Эрнест Резерфорд (Нобелевский лауреат)

Предложил ядерную (планетарную) модель атома

Строение атома

8,11

Раскрыть суть модели и ее отличие от других

Строение атома

1913

Нильс-Бор (лауреат Нобелевской премии 1922 г.)

Основные постулаты квантовой теории атома, согласно которой электроны в атоме обладают определенной энергией

Строение атома

8-11 класс

Определение зависимости строения атома и свойств элементов

Строение атома

1913

В.Н. Ипатьев

Осуществил синтез полиэтилена Затем он провел серию исследований, посвященных использованию высоких давлений в реакциях с неорганическими веществами

ВМС

10

История получения полиэтилена

Новые материалы

1914

Н.С. Курнаков

Создание физико-химического метода анализа

металлы

11

Получение металлов

Новые способы получения веществ

1914

Р. Мейер

Предложил поместить все редкоземельные элементы в побочной подгруппе III группы П.С.

металлы

9,11 внеклассное занятие

Применение редких металлов-презентации

Открытие новых редких элементов

1919

Эрнст Резерфорд

Осуществил первую ядерную реакцию искусственного превращения элементов

Ядерные превращения

11

Реакции ядерных превращений

Начало ядерных превращений

1914

Вальтер Коссель и Гильберт Льюис

Разработали теорию атомной связи ионной связи

Химическая связь

8,11

Составление электронных схем молекул

Раскрыта природа связи

1914

Николай Дмитриевич Зелинский

Открыл противогаз

адсорбция

8,9,11

Лабораторная работа: очистка веществ

Защита человека

1923

Йоханнес Бренстед

Предложил считать кислотами вещества, отдающие протоны, а основаниями-вещества, присоединяющие протоны




9,10,11

Определение свойств веществ

Введение понятия «Амфотерность»

1923

Дж. Чедвик (лауреат Нобелевской премии 1935)

Открыл нейтрон




8

Строение атома

Состав атома

1923

Лайнус Полинг

Определил понятие электроотрицательности, предложил шкалу электроотрицательности и выразил зависимость между электроотрицательностью и энергией химической связи

Химическая связь

8-11

Определение зависимости электроотрицательности и вида связи, изменение э.О о в периодах и группах

Сущность химической связи

1930




Получение бензиновых фракций из тяжелых фракций нефти

нефть

10

Крекинг мазута

Новые способы получения бензина

1934

Ирен и Жолио Кюри (лауреаты Нобелевской премии)

Открыли явление искусственной радиоактивности

Превращение атомов

11

Написать ядерные реакции

Начало мирного применения атомных реакций

1943

Н.Ф. Юшкевич

Использовал адиевый катализатор для окисления диоксида серы в триоксид, разработаны также катализаторы для азотной промышленности

Химическое производство

11

Оптимальные условия производства

Ускорение производства серной и азотной кислот

1948

Н.Н. Семенов (Ноб. лауреат)

Ядерные реакции, окисление метана до формальдегида, разложение взрывчатых веществ




10

Ядерные превращения




1947

Э. Чаргафф

Впервые получил чистые препараты ДНК

Аминокислоты, белки, нуклеиновые кислоты

10

Состав ДНК, роль в синтезе белка. История открытия

Роль ДНК в наследственности

1951

Лайнус Полинг

Разработал модель полипептидной спирали

белки

10

Характеристика структур белка. ЛР «Качественные реакции на белки. Денатурация белков»

Состав белков

1954

А. Корнберг и С. Очоа

Открыли механизм биосинтеза РНК и ДНК

Нуклеиновые кислоты

10

Механизм биосинтеза белка

Сущность передачи насл. признаков

1963

Р. Меррифилд

Разработал твердофазный метод пептидного синтеза; осуществлен полный синтез инсулина-первый химический синтез белка

Белки

10

Роль инсулина в обмене веществ

Строение и промышленный синтез белка




Е.А. Шилов

Осуществил исследование фото каталитического получения водорода и кислорода из воды

Вода

8

Способы получения водорода и кислорода

Новые синтезы

1964

Марк Вольпин

Открыл реакцию извлечения из атмосферы азота в обычных условиях при помощи катализаторов

Получение аммиака

11

Получение азота из атмосферы

Синтез аммиака

1977-1980

Х. Ширакава

Получены первые «органические металлы» - полиацетилен

полимеры

10

Значение и применение полимеров

Получены новые твердые металлы

1978

М.В. Алфимов

Создал теоретические основы бессеребряных фотографических процессов




Внеклассная работа

фотовыставки

Расширение способностей фотографии

1985

Х. Крото, Р. Смолли

Открыли фуллерен С60 — новую модификацию углерода

Аллотропия углерода

9

Различие в строении и свойствах аллотропных модификаций углерода

Получение новых искусственных материалов

1991




Синтез соединений, родственных фуллерену-углеродных нанотрубок

Аллотропия углерода

9

Различие в строении и свойствах аллотропных модификаций углерода

Получение новых искусственных материалов

1996




Разработка метода молекулярного наслаивания для синтеза твердых веществ регулярного строения. Получение лиотропных и термотропных жидкокристалических полимеров

Кристаллические решетки

9

Особенности жидких кристаллов

Применение жидких кристаллов

1999




Первый органический лазер на основе производных тетрацена. Синтез и начало исследования протония (атома, состоящего из протона и антипротона)

Синтез полимеров

10

Свойство лазера

Применение лазера

1964

Марк Вольпин

Открыл реакцию извлечения из атмосферы азота в обычных условиях при помощи катализаторов

Получение аммиака

11

Получение азота из атмосферы

Синтез аммиака

2000




Химический синтез белков и нуклеотидов методами генной инженерии

Синтез белков

10

Получение и применение синтетических белков

Получение кормовых искусственных добавок

1999-2000




Получение путем ядерного синтеза химических элементов с номерами 110, 111, 112, 114 и 116




11

Состав и строение атомов новых элементов

Расширение возможностей ядерного синтеза
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   19



Похожие:

Муниципальное казенное учреждение Шербакульского муниципального района Омской области «Ресурсный центр информатизации образования и методического обеспечения» iconУстав муниципального казенного учреждения Шербакульского муниципального района Омской области «Ресурсный центр информатизации образования и методического обеспечения» (редакция №2) 2011 год Общие положения
Шербакульского муниципального района Омской области «Ресурсный центр информатизации образования и методического обеспечения» (далее...
Муниципальное казенное учреждение Шербакульского муниципального района Омской области «Ресурсный центр информатизации образования и методического обеспечения» iconУправление образования администрации Шербакульского муниципального района Омской области Муниципальное казенное учреждение «Ресурсный центр информатизации образования и методического обеспечения»
Управление образования администрации Шербакульского муниципального района Омской области
Муниципальное казенное учреждение Шербакульского муниципального района Омской области «Ресурсный центр информатизации образования и методического обеспечения» iconПоложение
Районный методический фестиваль – конкурс (далее – Конкурс) проводится мку «Ресурсный центр информатизации образования и методического...
Муниципальное казенное учреждение Шербакульского муниципального района Омской области «Ресурсный центр информатизации образования и методического обеспечения» iconПлан работы мку «Ресурсный центр информатизации образования и методического обеспечения» на 2013 год
«Ресурсный центр информатизации образования и методического обеспечения» в 2012 году
Муниципальное казенное учреждение Шербакульского муниципального района Омской области «Ресурсный центр информатизации образования и методического обеспечения» iconПлан работы мку «Ресурсный центр информатизации образования и методического обеспечения» на 2013 год
«Ресурсный центр информатизации образования и методического обеспечения» в 2012 году
Муниципальное казенное учреждение Шербакульского муниципального района Омской области «Ресурсный центр информатизации образования и методического обеспечения» icon646 716, д. Северное, Шербакульского р-на, Омской области, ул. Гагарина, 28, тел
Муниципальное казенное общеобразовательное учреждение шербакульского муниципального района омской области «северная основная общеобразовательная...
Муниципальное казенное учреждение Шербакульского муниципального района Омской области «Ресурсный центр информатизации образования и методического обеспечения» iconЦеремония чествования победителей и призеров 2012-2013 учебного года. 23 мая на базе мку «Ресурсный центр информатизации образования и методического обеспечения»
Шербакульского муниципального района состоялась торжественная церемония чествования победителей и призеров Всероссийской олимпиады...
Муниципальное казенное учреждение Шербакульского муниципального района Омской области «Ресурсный центр информатизации образования и методического обеспечения» iconПриказ №5 о зачислении. На основании заявлений родителей (законных представителей) детей, достигших школьного возраста
Муниципальное казенное общеобразовательное учреждение шербакульского муниципального района омской области «северная основная общеобразовательная...
Муниципальное казенное учреждение Шербакульского муниципального района Омской области «Ресурсный центр информатизации образования и методического обеспечения» iconI. Общие положения Муниципальное казённое образовательное учреждение «Крутинский лицей»
Крутинского муниципального района Омской области в соответствии с Постановлением Главы Крутинского муниципального района Омской области...
Муниципальное казенное учреждение Шербакульского муниципального района Омской области «Ресурсный центр информатизации образования и методического обеспечения» iconУстав муниципального казённого образовательного учреждения Тевризского муниципального района Омской области
Муниципальное казённое образовательное учреждение Тевризского муниципального района Омской области «Тевризская средняя общеобразовательная...
Разместите кнопку на своём сайте:
Документы


База данных защищена авторским правом ©cok.opredelim.com 2000-2014
При копировании материала обязательно указание активной ссылки открытой для индексации.
обратиться к администрации
Документы

Разработка сайта — Веб студия Адаманов