PT - JOURNAL ARTICLE
AU - Капустина, Ю. Ф.
TI - Актуальность изучения молекулярных основ жизни в школьной биологии
DP - 2023-04-11
SO - https://rep.herzen.spb.ru/publication/662
AB - Первое официальное упоминание о молекулярной биологии, вероятно, принадлежит У. Уиверу, руководившему отделом естественных наук Рокфеллеровского фонда, который написал: «В тех пограничных областях, где химия и физика пересекаются с биологией, постепенно возникает новый раздел науки - молекулярная биология, начинающая приоткрывать завесы над многими тайнами, окутывающими основные элементы живой клетки» [2]. С данным утверждением ученого следует согласиться, ибо оно не утратило своей актуальности до настоящего времени. Подчеркнем, что познание структуры живой клетки, особенностей ее функционирования «выводят» к поиску ответов на вопросы о происхождении и сущности жизни, которые издавна стали предметом интереса человека в его стремлении разобраться в окружающей действительности, понять самого себя и определить свое место в мире. Это очень актуальные вопросы, так как они, вместе с вопросами о происхождении Вселенной и человека, составляют фундамент мировоззрения человека. Необходимо отметить, что на самом деле это не два вопроса, а фактически один, сформулированный в двух аспектах. И действительно, невозможно узнать, как появилась жизнь на Земле, если не знать, что это такое. Вместе с тем нельзя ответить на вопрос, что такое жизнь, не рассматривая вопрос о ее происхождении. Поэтому проникновение в сущность молекулярных основ жизни вполне может заинтересовать подрастающее поколение тем, что при использовании особых методов познания появляется возможность осуществлять точную идентификацию организма и определять его родственников. При изучении животных, к примеру, в зоологической науке довольно часто такие методы применяются для грамотного построения филогенетического древа или создания генетических паспортов особо охраняемых животных. Но многие явления обучающимся бывает сложно понять. Так, к настоящему времени с помощью методов молекулярной биологии уже получено множество ценных продуктов, нашедших свое применение в жизни человека. Вместе с тем продолжается дальнейший прогресс исследований в области молекулярной биологии. Ученые всего мира представляют свои прогнозы, утверждая о будущей пользе проектов, связанных с молекулярной биологией. Здесь часто речь идет о селекции культур, устойчивых к вредителям, получении штаммов микроорганизмов, производящих заменители нефтепродуктов, использовании генной инженерии для лечения генетических заболеваний, а также целостного исследования иммунологических процессов. Получается, что понимание молекулярных основ жизни сегодня - настоятельная необходимость. Она обусловлена определенными причинами. Молекулярный уровень можно рассматривать как первичную основу жизни. Какую бы сторону биологической организации мы ни рассматривали, неизбежно приходим к макромолекулам органических соединений, их реакциям и физико-химическим процессам. Только через выяснение молекулярных механизмов разных процессов жизнедеятельности клетки можно подойти к пониманию сущности основ функционирования отдельных органов, систем органов и организма в целом. В свете последних событий, связанных с пандемией коронавируса, изучение молекулярных основ жизни становится еще более важным и актуальным аспектом в школьном курсе биологии, тем более что наука, изучающая молекулярные основы жизни, стала наиболее стремительно развивающейся областью биологии. Целью изучения молекулярных основ жизни служит понимание ее основных явлений, свойств и признаков - размножения, роста, развития, движения, передачи наследственных признаков, изменчивости, эволюции, психической деятельности. При этом никак нельзя обойтись без анализа данных о физических и химических свойствах молекул, слагающих живые организмы, в первую очередь молекул биополимеров - белков, нуклеиновых кислот, полисахаридов. Человечество вошло в третье тысячелетие с огромным запасом знаний в области наук о жизни и колоссальным потенциалом их практического использования. Путем манипулирования молекулами дезоксирибонуклеиновой и рибонуклеиновой кислот современный человек вполне может произвольно и целенаправленно изменять наследственность окружающего его живого мира - бактерий, растений, животных и самого человека. Это открывает беспрецедентные возможности для технологического прогресса, особенно в сферах биотехнологии и биоинженерии, а также революционных прорывов в медицине, в частности в генной терапии и сельском хозяйстве для получения трансгенных, или генетически модифицированных, растений и животных [1]. Получается, что актуальность изучения молекулярных основ жизни в сфере общего биологического образования обусловливается несколькими причинами, вытекающими из представленных нами рассуждений. Во-первых, материал о молекулярных основах жизни позволит дополнить и расширить знания обучающихся о базовых молекулярных механизмах функционирования генетического аппарата, будет способствовать углубленному пониманию всех других разделов генетики, включая ее современные аспекты. Таковыми являются исследования по синтезу генома, его редактированию, созданию искусственных хромосом, а также репликации дезоксирибонуклеиновой кислоты в аспекте создания новых молекул на основании исходных. Все обозначенные аспекты научного поиска имеют большое прикладное значение. В целом развертывание материала о них при изучении биологии в школе послужит хорошей предпосылкой для понимания обучающимися многих теоретических положений, включенных в содержание учебного материала. Во-вторых, стремясь к познанию основных явлений жизни на молекулярном уровне, молекулярная биология постоянно и неизбежно сталкивается с отклонениями от нормы и с патологией изучаемых объектов. Однако общеизвестно, что понимание природы любых болезней невозможно без знания нормы, а также причин и механизмов отклонения организма от нормального функционирования. Именно поэтому молекулярная биология и медицинская биология должны постоянно взаимодействовать между собой. Такое взаимодействие может служить серьезным фактором не только для обогащения и расширения возможностей медицины, но и для постановки перед молекулярной биологией современных задач в направлении поиска оптимальных путей их решения на глубокой научной основе. В-третьих, изучение молекулярных основ жизни тесно связано с профилактикой заболеваемости. Вакцинация в профилактической медицине занимает особое, главенствующее положение, которое сохранится и в будущем. Поэтому принципиальное совершенствование методов и приемов вакцинации, ее избирательности и эффективности составляет одну из первоочередных задач как теоретической, так и практической медицины, и биологии. Известно, что существующие вакцины несовершенны, ибо они, к сожалению, содержат балластные биологически активные примеси, иммуногенность этих вакцин часто невелика, иногда в результате вакцинации возникают нежелательные побочные эффекты, отрицательно сказывающиеся на состоянии отдельных органов и организма в целом. Таким образом, актуальность изучения молекулярных основ жизни в школьной биологии сегодня обусловливается изменившейся социокультурной и биомедицинской ситуациями. Подрастающее поколение уже в школе при изучении биологии должно получить возможность для полноценного изучения материала о характерных проявлениях жизни. Это касается наследственности, биологического синтеза высокомолекулярных соединений, воспроизведения себе подобного, возбудимости клеток и тканей, роста и развития организма, хранения и передачи информации, превращения энергии, подвижности, которые обусловлены структурой, свойствами и взаимодействием всех биологических полимеров, особенно белков и нуклеиновых кислот [2]. Для реализации обозначенных аспектов биологического знания имеется необходимость в выполнении специального методического исследования.