Вызов
1.Индивидульная работа с последующим коллективным обсуждением ответа на вопрос: «Согласны ли Вы с утверждением, что сложившийся механизм формирования и удовлетворения потребностей всё возрастающего народонаселения неизбежно ведёт к катастрофе?».
2. Коллективная работа. Разбивка на группы по 5 человек.
Осмысление
Групповая работа. Работа с текстом при помощи приема «Зигзаг-2»
Класс делится на группы. Число учащихся в группе должно равняться числу комплектов вопросов. Каждый участник группы получает комплект вопросов (от 3 до 5 вопросов), касающихся всего текста. Вопросы у всех групп одинаковые. Каждый находит ответы на вопросы, кратко их излагает и готовится к обсуждению.
Вопросы к тексту
Первый комплект вопросов:
Каковы последствия стихийного социально-экономического развития?
Какие параметры заложены в основу модели Денниса и Донеллы Медоуз?
Что необходимо для реализации модели устойчивого развития?
Второй комплект вопросов.
Каково влияние деятельности человека на биосферу?
Какими параметрами характеризуется состояние мира? Каково направление их изменения?
Как можно назвать общество, функционирующее в настоящее время и почему оно так называется?
Третий комплект вопросов.
Как называется книга Денниса и Донеллы Медоуз, когда она опубликована и в чём её основная идея?
Что является причинами мировой катастрофы? В результате каких процессов можно избежать катастрофы в развитии цивилизации?
В чём заключаются особенности индекса развития человеческого потенциала в индустриальных, развивающихся странах и странах Восточной Европы? С чем эти особенности связаны?
Четвёртый комплект вопросов.
В чём особенности современного товарного производства?
Какие параметры могут охарактеризовать материальный уровень жизни и как они взаимосвязаны?
Как называется концепция, которую разработала комиссия «Наше общее будущее» и в чём её смысл?
Пятый комплект вопросов.
Что должен включать в себя новый нравственный идеал человека общества устойчивого развития?
Где и когда была принята «Повестка дня на XXI век»? Почему XXI в., по мнению учёных, должен стать поворотным событием в изменении цивилизации?
Насколько значимыми в жизни отдельного человека оказываются собственные интересы, интересы семьи, города, страны и человечества?
От экологических кризисов и катастроф к устойчивому развитию
К последней четверти XX в. в мире человечество осознало, что стихийное социально-экономическое развитие цивилизации ведёт её в тупик. Народонаселение растёт экспоненциально. Межгосударственные, межэтнические, межрелигиозные противоречия не только не ослабевают, но продолжают решаться с позиции силы, в том числе ценой кровопролитных и разрушительных войн. Круговорот веществ в природе не восполняет изъятий из неё необходимого сырья для удовлетворения всё возрастающих потребностей людей продуктами экономики. Биосфера не успевает ассимилировать выбросы различных отраслей производств и других продуктов жизнедеятельности человека. Уменьшается плодородие почв, всё больше сокращается площадь лесов, главных поставщиков кислорода в атмосферу Земли. Нарастает скорость исчезновения видов растений и животных, всё острее ощущается недостаток пресной воды, изменение климата всё в большей степени затрагивает образ жизни людей. Появилась угроза истощения озонового слоя.
Несоответствие изъятий из природы и выбросов в неё с возможностями биосферы по их восполнению и ассимиляции всегда приводили к кризисам, которые, как правило, носили локальный характер.
Таких кризисов в истории цивилизации было много. Уничтожение источников питания после истребления крупных животных во время неолита, гибель многих локальных цивилизаций: шумеров, майя, острова Пасхи и т.д.
Развитие социальной динамики и методов компьютерного моделирования сделали возможными виртуальные эксперименты по исследованию тенденций развития цивилизации. Большое влияние на формирование идей по выходу цивилизации из кризиса оказало исследование Денниса и Донеллы Медоуз с коллегами, выполненное по заказу Римского Клуба. Их книга «Пределы роста» была опубликована в 1972 г. и сразу стала одной из самых популярных в мире.
Основная идея книги состоит в том, что сложившийся механизм формирования и удовлетворения потребностей всё возрастающего народонаселения неизбежно ведёт к катастрофе.
В основу модели Денниса и Донеллы Медоуз и их коллег положены сложившиеся к настоящему времени взаимозависимости роста народонаселения, производства продуктов питания, исчерпания природных ресурсов, роста промышленного производства и изменения уровня загрязнения окружающей среды.
Главная движущая сила изменений в природе состоит в удовлетворении различных потребностей организмов, причём сам процесс их удовлетворения вызывает у них чувство удовольствия. Все организмы стремятся к увеличению численности своего вида. В природе их количество регулируется достаточностью пищевого ресурса, пищевыми цепями. Человек в результате овладения огнём, организации социума, развития науки и техники, осуществления сельскохозяйственной и промышленной революций, казалось бы, преодолел это ограничение (рис.1). Именно это и породило опасность мировой катастрофы. С.П.Капица в книге «Сколько людей жило, живет и будет жить на Земле» отмечает: « … по своей численности мы превышаем сравнимых с нами по размерам и питанию животных на пять порядков – в сто тысяч раз. Только домашние животные, живущие рядом с человеком не ограничены в числе подобно своим диким родственникам… Если бы человек не выделился из всего природного животного мира, то численность его была бы порядка сто тысяч…».
Рис.1. Численность видов животных в зависимости от их массы
В основе идеологии современного общества лежит свободное предпринимательство и извлечение прибыли. Всё это должен регулировать свободный рынок. Однако рынок, как правило, не учитывает истинных затрат на производство продукта, связанного с якобы бесплатностью природных ресурсов: воды, воздуха, восстановлением природных ландшафтов, ухудшением качества среды обитания для всех форм жизни.
Фактически на Земле в настоящее время функционирует потребительское общество, в котором удовлетворение сиюминутных желаний определяет его развитие. Из рисунка 2 видно, что собственные, личные интересы и проблемы наиболее значимы для каждого человека в течение длительного периода его жизни.
Рис. 2. Области интересов человека
Авторы «Пределов роста» неоднократно обращали внимание, что речь идёт не столько о предсказании катастрофы в определённый промежуток времени, сколько о необходимости изменения пути развития цивилизации в наиболее короткий срок. Большинство учёных считают, что именно XXI в. должен стать поворотным событием в истории цивилизации, и что необратимые изменения в природе произойдут в середине этого века.
При внесении в рассматриваемую модель изменений определённых параметров и, в первую очередь, стабилизации народонаселения, можно достичь улучшения основных характеристик качества жизни людей с последующим их сохранением в будущем.
Рис. 3. Прогноз развития мирового сообщества и материальный уровень жизни людей при современном уровне экономики и потребления.
Рис. 4. Состояние мира и материальный уровень жизни при оптимистичном сценарии развития мирового сообщества.
Типичные кривые, характеризующие тенденции происходящих во времени изменений, показаны на рисунке 3.
На следующем рисунке (рис. 4) изображен оптимистичный сценарий развития мирового сообщества, при котором с 2002 г. мир стремится к стабильной численности населения, устойчивому объему производства на душу населения, а также применяет технологии ради уменьшения загрязнения среды, эффективного использования ресурсов и увеличения урожайности в сельском хозяйстве.
В этом сценарии численность населения и промышленное производство ограничены так же, как и в предыдущем, однако также разрабатываются технологии борьбы с загрязнением, развиваются ресурсосбережение, методы повышения урожайности и защиты сельскохозяйственных земель. Такое общество достигает устойчивости: около 8 миллиардов человек имеют достойный уровень материального благосостояния, а нагрузка на окружающую среду постоянно снижается.
ООН создала специальную комиссию «Наше общее будущее». Эта комиссия выработала концепцию устойчивого развития, в основе которой лежат идеи улучшения качества жизни людей текущего поколения, не лишая последующие поколения таких же возможностей.
Условием достижения устойчивого развития является его осуществление в пределах несущей ёмкости биосферы, то есть в пределах её самовосстановления.
По существу, речь идёт о формировании нового нравственного идеала человека, на добровольной основе меняющего свои потребности и принимающего на себя всю полноту ответственности за условия жизни других людей и всех живых организмов на Земле.
Главная мысль концепции устойчивого развития состоит в необходимости гармонизации отношений человека, общества и природы, их согласованных изменений, коэволюции. Это должно привести не только к улучшению качества жизни людей, но и к сохранению биоразнообразия в природе.
Сейчас у концепции устойчивого развития нет разумной альтернативы. Очевидно, что развитие экономики с нарушением экологических законов меняет условия существования жизни любых организмов. Это очень сложный процесс. Он может быть охарактеризован многочисленными индикаторами.
Так, в области окружающей среды это:
— потребление чистой первичной продукции, то есть использование продукции фотосинтеза, включая её потери как неизбежные, так и предотвращаемые, причём максимально возможное потребление определяется вторым законом термодинамики;
прирост или сокращение площадей земного пространства, ненарушенных хозяйственной деятельностью;
отслеживание прироста или истощения природных ресурсов: обрабатываемых земель, пресной воды, минерального сырья, растений и животных;
загрязнение природных сред и оценка риска, вызванного им для живых организмов;
динамика биоразнообразия;
изменения в составе атмосферы и состояние озонового слоя.
В области экономики:
тенденции в изменении объёма валового национального продукта, уменьшением материало- и энергоёмкости изделий и процессов;
отслеживание перестройки экономики в целях соблюдения законов природы;
показатели производительности труда,
совершенствование технологии, уменьшение отходов, их переработка и захоронение;
увеличение доли вечных и возобновляемых источников энергии в общем энергетическом потреблении.
В социальной сфере:
численность народонаселения, включая возрастной, гендерный, национальный состав и соотношение городского и сельского населения;
рождаемость и смертность, продолжительность жизни, индикаторы здорового образа жизни;
доступ к образованию и информации;
уровень доходов и уменьшение разрыва в обеспеченности разных категорий граждан;
показатели влияния окружающей среды на здоровье людей;
показатели социальной активности граждан: участие в выборах, референдумах, работе местных органов самоуправления и общественных организациях.
В 1992 г. состоялась Конференция ООН по устойчивому развитию. Она была созвана в Бразилии, в городе Рио-де-Жанейро. Конференция приняла программный документ «Повестка дня на XXI век». Почти все государства, члены ООН разработали национальные программы по переходу к устойчивому развитию. Эти документы, естественно, отражают различное состояние государств в современности, так как каждая страна не только располагает неоднородными ресурсами, но и имеет различные уровни социальных и экономических возможностей.
Тем не менее, неоднократно делались попытки найти общий показатель по измерению продвижения к этой цели отдельных государств. Одной из наиболее удачных попыток на данный период времени является так называемый индекс развития человеческого потенциала. Это безразмерная комплексная величина, учитывающая три области человеческой деятельности: валовой национальный продукт (ВНП) на душу населения, образованность населения и среднюю предполагаемую продолжительность жизни при рождении человека. Анализ показывает, что наибольшее влияние на изменение индекса развития человеческого потенциала во времени оказывает средняя предполагаемая продолжительность жизни при рождении человека.
На следующем рисунке (рис. 5) показано изменение индекса развития человеческого потенциала в России с 1913 по 2004 гг.
Рис. 5. Индекс развития человеческого потенциала в России
В докладе о развитии человеческого потенциала в Российской Федерации за 2006–2007 гг. выделяются четыре региона с высоким индексом развития человеческого потенциала: Москва, Тюменская область, Санкт-Петербург, Республика Татарстан. В подавляющем большинстве субъектов Российской Федерации индекс вырос, хотя динамика была разной. Быстрее всего рос индекс развития человеческого потенциала ресурсно-экспортных регионов, особенно нефтедобывающих. Сравнение индекса регионов и стран условно, но очень показательно для России. Москва сопоставима с Чехией и Мальтой, Тюменская область – с Венгрией и Польшей, Санкт-Петербург и Татарстан – с Болгарией. При этом северная столица заметно уступает странам Балтии. Таким образом, индекс развития человеческого потенциала этих благополучных регионов России сопоставим с индексом развитых стран.
Табл. 1. Индекс развития человеческого потенциала в 2004 г.
Регион
|
Валовой региональный продукт, долл.
|
Индекс дохода
|
Ожидаемая продолжительность жизни, лет
|
Индекс долголетия
|
Грамотность, %
|
Доля учащихся в возрасте 7-24 лет, %
|
Индекс образования
|
Индекс развития человеческого потенциала
|
Российская Федерация
|
9 922
|
0,767
|
65,3
|
0,671
|
99,0
|
73,7
|
0,906
|
0,781
|
Москва
|
17 091
|
0,858
|
70,8
|
0,763
|
99,8
|
100,0
|
0,999
|
0,873
|
Для Москвы стратегические приоритеты развития человеческого потенциала связаны с повышением качества общественных благ и услуг (в первую очередь в сфере здравоохранения), повышения качества городской среды и улучшения экологического состояния, защитой нетрудоспособных граждан.
Следуя рекомендациям и принципам, изложенным в документах Конференции ООH по окружающей среде и развитию (Рио-де-Жанейро, 1992), и руководствуясь ими, представляется необходимым и возможным осуществить в Российской Федерации последовательный переход к устойчивому развитию. Он обеспечит сбалансированное решение социально-экономических задач и проблем сохранения благоприятной окружающей среды и природно-ресурсного потенциала в целях удовлетворения потребностей нынешнего и будущих поколений людей. В 1996 г. в России была разработана и принята Концепция перехода Российской Федерации к устойчивому развитию.
Спустя 10 лет после конференции в Рио-де-Жанейро состоялся международный форум «Рио 10» , проходивший в Йоханнесбурге в 2002 г. Главным итогом форума стало подтверждение значимости движения мирового сообщества по пути к устойчивому развитию. Одной из основных задач было составление программы практической деятельности по экологическому обустройству мира, намеченному ещё на конференции в 1992 г.
Итак, в заключение следует признать, что деятельность человека подвела биосферу к пороговой черте. Движение общества по пути индустриализации, без учёта потребностей будущих поколений гибельно, поэтому альтернативы у концепции устойчивого развития нет. Практическая реализация концепции устойчивого развития требует согласованных действий всего человечества.
|
Рефлексия
Групповая работа.
Учащиеся, работавшие с одинаковыми комплектами вопросов, объединяются в группы. Этот этап работы называется встречей экспертов. Учащиеся обмениваются информацией с членами других групп как эксперты по определенному вопросу. Затем учащиеся, изучавшие один и тот же вопрос, снова возвращаются в свои группы и обучают друг друга всему новому, что узнали сами. В процессе коллективной работы выстраивается весь текст целиком. При этом наиболее важным является умение слушать партнера, делать записи.
После презентации ответов в группах учащимся может быть предложено прочитать весь текст целиком и дополнить свои первоначальные ответы.
Использование приема «параллельные тексты»
Вариант 1.
Вызов.
Коллективная работа.
Какие ассоциации возникают у Вас в связи с понятием «Южный полюс»?
Представьте, что Вы собираетесь в дальнее путешествие, например, на полюс. Что бы Вам понадобилось для этого путешествия?
От чего будет зависеть успех экспедиции?
Осмысление
Индивидуальная работа.
Чтение текстов о путешествии Роберта Фалкона Скотта и Рауля Амундсена.
Использование таблицы для сравнения этих путешествий.
Линии сравнения
|
Роберт Фалкон Скотт
|
Руаль Амундсен
|
Команда
|
|
|
Снаряжение
|
|
|
Опыт
|
|
|
Погода
|
|
|
Лидер
|
|
|
Удача
|
|
|
Роберт Фалкон Скотт
15 июня 1910 года английский пароход «Терра-Нова» вышел из лондонского порта Кардифф и взял курс на Антарктиду. офицер Роберт Скотт уже был известен своими путешествиями и исследовательскими зимовками на берегах ледового континента. Его команда состояла из 65 малознакомых полярников. Поэтому экспедиция чувствовала себя не очень уверенно.
И вот зимний лагерь разбит, команда направляет все силы на то, чтобы продвинуть как можно дальше на юг склады с провиантом. Главную ставку Скотт делает на маньчжурских пони и моторные сани. Но теплолюбивые живот ные страшно страдали от холода: на стоянках приходилось сооружать снего вые валы, чтобы защитить их от леденящего ветра. Да еще бедные животные пстоянно проваливались в снег, приходилось их вытаскивать. Не говоря уже об огромном запасе сена, который приходилось вести на нартах. Моторные сани сразу вышли из строя. Остается только одна собачья упряжка. Ко всем возникшим просчетам прибавляется неожиданная новость о норвежской эк спедиции, которая становится соперником англичан. По окончанию зимы, на 22 дня позже, чем Амундсен, экспедиция Роберта Скотта в количестве 12 человек отправляется к южному полюсу. Уже в начале экспедиции моторные сани сломались, и пришлось их бросить. Да и несчас тные 11 пони не оправдали себя в таком суровом климате, чтобы сохранить силы людей Скотт принимает решение убить животных. Через несколько недель, видя, что некоторые участники экспедиции совсем ослабели, отправ ляет их на собачьей упряжке обратно в лагерь. С тех пор как группа сократи лась, груз на санях пришлось увеличить, скорость передвижения замедли лась и стала 20 км. в день. Скотт знал, что ведет борьбу не на жизнь, а на смерть, но сдаваться не хотел. Он никому не хотел уступать возможного три умфа, прежде чем не сделал все возможное. Боязнь, что они придут слишком поздно, лишает людей сна. Но если бы он знал, что давно проиграл!.. И вот в сумерках 18 января 1912 года настает решающий день. Надежда при дает силы смертельно уставшим людям, еще несколько часов, и тогда... Но подойдя к заветной южной точке, они увидели палатку с норвежским фла гом. Ровно за месяц до них полюс был покорен. «Норвежцы нас опередили! Ужасное разочарование! И мне больно за моих верных товарищей. Никто из нас вследствие полученного удара не мог заснуть». Водрузив английский флаг, экспедиция отправилась в обратный путь.
Люди теряли силы. Неожиданно умирает самый молодой из них Эванс. Он отморозил руки и ноги, понимая, что стал обузой для других, На одной из ночевок он покинул палатку, добровольно уйдя на смерть. Трое оставшихся в живых надолго застряли в пути из-за жестоких метелей. До ближайшего вспомогательного склада, где их пища и тепло, было 11 км, всего 11 из 16001, которые они полностью прошли в оба конца. Но их навеки остановила нескончаемая пурга. Тела Бауэрса, Уилсона и Скотта, спустя 8 месяцев (!) обнаружила шедшая на их поиски спасательная группа.
|
Руаль Амундсен
21 июня 1910 года из гавани Осло вышел знаменитый корабль «Фран», руко водит которым норвежец Руаль Амундсен. Он уже зимовал на судне в антарк тических водах в конце XIX века и также успел прославиться в Арктике. Друж ная команда состояла из 19 опытных, закаленных в путешествиях моряков с сильным характером, которые хорошо знали и верили в незаурядного и це леустремленного капитана.
Амундсен исключительно умело выбрал место зимовки и будущего старта: на целых 100 км ближе к полюсу, чем Роберт Скотт. Норвежцы на лыжах про ложили маршрут, оставляя продовольственные склады, последний из кото рых был найден ближе к южному полюсу на 270 км, чем у англичан. Попутно они запасли 60 тонн тюленьего мяса, так что их стая гренландских собак (116 штук) была обеспечена кормом на всю зиму. Долгая полярная ночь ис пользовалась для проверки и ремонта снаряжения.
И вот 20 октября при температуре - 20 градусов по Цельсию, 52 отборные лайки тянули четверо нарт со снаряжением и пятью отважными полярника ми. На своем пути люди Амундсена не встретили ни страшных холодов, ни убийственных затяжных метелей.
«И вот, наконец, 16 декабря 1911 года, в три часа дня все дружно закричали «Стоп! Ура! Ура!». Мы внимательно следили за дисками счетчиков и приборы показывали ту точку, где по расчетам, должен быть наш полюс. Цель достиг нута!». Пятеро закоченевших на морозе рук подняли древко с норвежским флагом на самой южной оконечности земли.
Руаль Амундсен со своими друзьями совершил для своей маленькой Родины еще один великий подвиг. Норвежский отряд осуществил поход туда и об ратно за 99 дней, то есть в более сжатые сроки, не выйдя из пределов антарк тического лета! И здесь можно лишь снова и снова воздать должное организатору экспедиции, его таланту искусного штурмана.
|
Рефлексия
Коллективная работа. Представление и обсуждение таблиц.
Индивидуальная работа с последующим коллективным обсуждением. Творческое задание. Написать страничку из дневника путешественника.
Вариант 2.
Вызов.
Индивидуальная рабата с последующим коллективным обсуждением. Какие прилагательные ассоциируются у вас со словом «человек»?
Осмысление.
1.Индивидуальная работа. Чтение текстов. В процессе чтения подчеркнуть аргументы в пользу каждого из высказываний: «Является или нет человек вершиной эволюции?».
Аргумент (лат. argumentum) – суждение или доказательство, приводимое в подтверждение истинности какого-либо точки зрения, теории.
|
1. Человек не является вершиной эволюции. По сравнению со многими другими существующими на нашей планете живыми организмами человек – плохо приспособленный вид. Мы чувствуем себя комфортно только в очень узких температурных рамках. При температуре ниже + 15°С нам холодно (разумеется без теплой одежды). Если на градуснике больше + 30°С, мы страдаем от жары. Без воды нам и день прожить трудно, а если остаться без питья на неделю и больше, то наша жизнь подвергнется опасности. Мускулатура людей не настолько развита, чтобы они могли поднимать тяжести, многократно превышающие их вес (с чем легко справляются многие животные, например, муравьи). Двигаются они слишком медленно по сравнению со многими зверями, птицами, насекомыми (гепард и меч-рыба развивают скорость свыше 100 км в час – не каждый автомобиль за ними мог бы угнаться). А если говорить о нападении и обороне, то люди практически беззащитны: у них нет ни клыков, ни острых когтей, ни прочного панциря. Как биологический вид человек обладает целым рядом недостатков, из которых можно отметить прямохождение, которое делает уязвимым все жизненно важные органы, а также отсутствие инстинктивного запрета на уничтожение представителей своего вида. Человечество выжило и теперь населяет все климатические пояса Земли: люди живут в пустынях Африки и во влажных тропических лесах, за Полярным кругом и в умеренном поясе. Более того, люди побывали практически везде, где существует жизнь, добрались до вершин самых высоких гор, спустились на дно морей, вышли в космическое пространство. Именно от человека, его хозяйственной деятельности сегодня в первую очередь зависит судьба нашей планеты.
|
2. Высшим проявлением эволюции на Земле стал человек разумный (Homo sapiens sapiens). Он вынослив. На своих двух ногах он способен загнать оленя. В расчете на килограмм своего веса человек, по сравнению с ослом, может нести груз более тяжелый. И, конечно, человек отличается от всех животных разумом, то есть он в состоянии обдумывать и планировать свои поступки, выбирать оптимальные решения и осознавать, что совершает их в результате размышлений. Человек наделен большим мозгом на единицу своего веса, чем любое животное. Его мозг отличается не только большим объемом, но и большей поверхностью за счет складок коры головного мозга. Мозг человека в результате эволюции изменялся одновременно с изменениями других органов. Три важнейшие характеристики отличают человека от животных. Его скелет приспособлен для прямохождения. Его глаза обеспечивают резкое, объемное и цветовое восприятие окружающего мира. Его руки способны осуществить как силовой хват, так и тончайшие манипуляции. Кроме того, кожа человека способна к осязанию.
|
Осмысление.
Индивидуальная работа. В рабочую таблицу занесите аргументы «за» и «против».
Коллективная работа. Какие из приведенных аргументов вам кажутся наиболее убедительными? Обоснуйте вашу точку зрения.
Индивидуальная работа с последующим коллективным обсуждением. Написание синквейна тему: «Человек».
Синквейн - это стихотворная форма, состоящая из 6 строк.
Первая строка – тема синквейна, выраженная существительным.
Вторая строка – два прилагательных.
Третья – два глагола.
Четвертая – фраза, состоящая из 4-5 слов. Это может быть крылатое выражение, пословица, фраза из стихотворения или песни.
Шестая – одно слово, выраженное любой частью речи, служащее окончанием синквейна.
|
Вариант 3.
Вызов
Индивидуальная работа с последующим коллективным обсуждением: «Чем отличаются органические вещества от неорганических?»
Осмысление.
Индивидуальная работа. Прочитать текст. В процессе чтения подчеркнуть, чем отличаются органические вещества от неорганических.
Возникновение и развитие органической химии.
Органическая химия – наука об органических соединениях и их превращениях. Термин органическая химии был введен шведским химиком Йенсом Берцелиусом в начале 19 века. До этого вещества классифицировали по источнику их происхождения: минеральные (неорганические), растительные и животные. Поэтому в 18 веке различали три химии: «растительную», «животную» и «минеральную». Йенс Брецелиус предложил термин «органическая» химия» для обозначения для обозначения веществ, образующихся только в живых организмах. Он считал, что органические вещества могут быть образованы в живых организмах под действием жизненной силы и синтетическим путем получены быть не могут.
Исследования, проведенные французским химиком Лавуазье показали, что вещества, получаемые их организмов содержат в отличие от минеральных лишь немногие элементы: углерод, водород, кислород, азот, серу и галогены, но непременно во всех соединениях присутствовал углерод. Поэтому с середины 19 века органическую химию стали называть химией соединений углерода.
Далее было показано, что атомы углерода способны соединяться между собой в цепи и кольца, что является одной из причин разнообразия органических веществ. До середины химики вели интенсивный поиск новых веществ, которые выделяли из животных и растительных организмов. При этом было найдено, что органические вещества, обладая одинаковым составом, отличаются по своим химическим и физическим параметрам. Такие соединения отличаются друг от друга строением. Данное явление было названо изомерией, а вещества стали называть изомерами.
В 1827 году немецкий химик Ф. Велер синтезировал щавелевую кислоту, а в 1828 – мочевину. Щавелевая кислота встречается в растениях, а мочевина образуется в организме животных и человека. Дальнейшие синтезы М. Бертло, А.М. Бутлерова опровергли утверждение виталистов о невозможности получения искусственным путем органических веществ. В связи с этим была преодолена граница между органической и неорганической природой. Органические вещества. В отличие от неорганических имеют, как правило, молекулярное строение, низкие температуры кипения и плавления, в то время как неорганические обладают также атомным и молекулярным строением.
На сегодняшний день насчитывается более 15 млн. органических веществ и их число с каждым годом растет. Среди них полимерные материалы, волокна, красители, фармацевтические препараты. Органическая химия приобрела практическое значение, жизнь без многих веществ в настоящее время уже не мыслима. Однако бурное развитие органической химии вилось оной из причин загрязнения окружающей среды. Жизненная сила организмов справлялась лишь с природными веществами, разлагая их, осуществляя тем самым круговорот элементов в природе. С синтетическими веществами природа в одиночку справиться не может, утилизировать их может только человек.
|
Рефлексия.
Индивидуальная работа. Дополнение списка отличий органических веществ от неорганических.
Вызов.
Коллективная работа. Обсуждение отличий органических веществ от неорганических.
Осмысление.
Индивидуальная работа. Прочитать текст «За что присуждена Нобелевская премия 2001 г. по химии?» В процессе чтения подчеркнуть, чем отличаются органические вещества от неорганических.
«За что присуждена Нобелевская премия 2001 г. по химии?»
Эксперты Королевской шведской академии наук в области химии, входящие в Нобелевский комитет, решили в юбилейном году признать заслуги японского ученого Редзи Ноери, 63-летнего профессора Нагайского университета, а также американских ученых К.Барри Шарплеса и Уильяма С.Ноулза за разработку новых антибиотиков и лекарств от сердечных заболеваний.
* * *
Всем знакома история аргонавтов, которые под предводительством отважного Янсона пустились в путь в поисках золотого руна в далекое плавание на Колхиду. Менее известно, что учил Янсона мудрый Хирон, врачевавший раны воинов рукопожатием. В имени Хирона (от греческого Cheir – рука) таится название его дара. Отсюда и слово «хирург» – рукодей, а также хиропрактика, хиромантия и хиральность. Так называют свойство объекта (фигуры), если ее отражение в зеркале не совпадает с нею при наложении (подобно рукам человека). Хиральные молекулы отличаются друг от друга как кисти наших рук. Такие молекулы в одной системе координат несовместимы. По причине несовместимости невозможно правую перчатку правильно надеть на левую руку и наоборот.
Полтора века назад Луи Пастер в «Мемуаре об аспаргиновой и яблочной кислотах» опубликовал сведения об открытии оптической изомерии органических веществ. При этом оптические изомеры обладают зеркальной симметрией и способны поворачивать плоскость поляризованного света на один и тот же угол – вправо или влево. Отметим, что яблочная и аспаргиновая кислоты являются аминокислотами, входящими в состав белков человека, как и еще 19 аминокислот. Пастер был отважным человеком, поэтому считал, что явление нарушения симметрии является условием жизни на Земле. Тогда ученые, как и сейчас, бились над проблемой зарождения жизни.
Таким образом, все вещества животного и растительного происхождения отличаются от минеральных (неорганических) и искусственно полученных. Однако синтез органических веществ имеет огромное практическое значение. Среди искусственно получаемых веществ особое место занимает инсулин. Этот белковый гормон регулирует уровень сахара в крови. Недостаток его приводит в диабету. Еще в 30-е годы ХХ века структура инсулина была расшифрована английским биохимиком Ф. Сенгером. А в 1939 году А.Ф. Бутенандту и Л. Ружечке присудили Нобелевскую премию на его синтез. Химики решили «облагодетельствовать» человечество и завалить синтетическим гормоном. Но не тут то было. Дело в том, что природные белки состоят из «левых» аминокислот, а при химическом синтезе образовывались и «правые» формы. В результате искусственный инсулин оказался биологически неактивным и кроме этого оказывал токсичное действие на печень.
Жизнь и оптическая активность взаимосвязаны. Дело в том, что аминокислоты поворачивают плоскость поляризованного влево, а сахара, входящие в состав ДНК и РНК – вправо. Вот почему говорят о лево- и право-вращающих формах. Пастер, конечно же, ничего не знал об истинных причинах дисимметрии, поэтому напрямую соотносил ее с космосом. Он предполагал, что жизнь должна быть функцией дисимметрии Вселенной, что растительные и животные объекты обладают некими особыми свойствами, что и отличает органические вещества природного происхождения от искусственно полученных. При этом жизненная сила природы обуславливает некую иерархию в строении органических веществ природного происхождения, наделяя их несколькими уровнями организации (на молекулярном, структурном, надмолекулярном и др. уровнях), что и вызывает определенные трудности при их получении. Все свои опыты Луи Пастер проводил на микробах. Он демонстрировал коллегам, что микроорганизмы выедают кристаллы только лишь одного оптического изомера.
Сегодня ученые предполагают, что правые изомеры аминокислот менее стабильны, чем левые. На поверхности Земли создавалась смесь аминокислот. Но во Вселенной идет отбор «леворуких», о чем говорит состав аминокислот Мерчисоновского метеорита. Это говорит о том, что избыток аминокислот имеет внеземное происхождение. А что это дает человеку с практической точки зрения? Когда химики принялись за синтез лекарственных препаратов, они сталкивались с проблемой получения смеси.
* * *
Лауреаты Нобелевской премии сумели создать хирально активные катализаторы. С помощью такого катализатора, полученного на основе рутения, они синтезировали широко используемое противовоспалительное средство напроксен. Рутениевые катализаторы и осуществили асимметрическое превращение, в результате которого был получен ценный лекарственный препарат, являющийся активным изомером.
На сегодняшний день многие загадки органических веществ разгаданы. Кроме хиральности, это геометрическая изомерия природного каучука, структура белка, генетический код ДНК. Но при этом мы даже не догадываемся о тех тайнах, которые нам еще готовит «витализм».
|
Рефлексия.
1. Индивидуальная и коллективная работа. Дополнение и обсуждение списка отличий органических веществ от неорганических.
2. Подготовка дискуссии на тем «Витализм оправдан». Формирование команд утверждения отрицания.
3. Групповая работа. Поиск аргументов за и против.
4. Коллективная работа. Проведение полемики.
5. Индивидуальная работа с последующим коллективным обсуждением. Написание эссе по заданной структуре:
Я принимаю во внимание мнение противоположной стороны, что витализм оправдан (не оправдан)
Но все-таки я считаю, что витализм ….(собственная точка зрения)
Аргументы в пользу собственной точки зрения.
|
