Крупнейшие достижения молекулярной биологии открытие генетического кода, механизма биосинтеза белков в рибосомах, основы функционирования переносчика кислорода гемоглобина.
Следующим шагом на этом пути явилось возникновение молекулярной генетики, которая изучает механизмы работы единиц наследственной информации генов, на молекулярном уровне. Одной из актуальнейших проблем молекулярной генетики является установление путей регуляции экспрессии генов перевод гена из активного состояния в неактивное и обратно; регуляция процессов транскрипции и трансляции. Практическим приложением молекулярной генетики явилась разработка методов генной инженерии и генотерапии, которые позволяют модифицировать наследственную информацию, хранящуюся в живой клетке, таким образом, что необходимые вещества будут синтезироваться внутри самой клетки, что позволяет получать биотехнологическим путем множество ценных соединений, а также нормализовать баланс веществ, нарушившийся во время болезни. Суть генной инженерии рассечение молекулы ДНК на отдельные фрагменты, что достигается с помощью ферментов и химических реагентов, с последующим соединением; эта операция производится с целью вставки в эволюционно отлаженную цепь нуклеотидов нового фрагмента гена, отвечающего за синтез нужного нам вещества, вместе с так называемыми регуляторами участками ДНК, обеспечивающими активность "своего" гена. Уже сейчас с помощью генной инженерии получают многие лекарственные препараты, преимущественно белковой природы: инсулин, интерферон, соматотропин и др.
Глава 2. ЭЛЕКТИВНЫЙ КУРС «ХИМИЯ И МЕДИЦИНА»
химия медицина курс обучение
В наш информационный век – век модернизации биологического и химического образования, как ни странно, школьники обладают достаточно скудными знаниями о своем организме, способах сохранения здоровья и выхода из ситуаций, когда организму требуется «ремонт». Для выявления причин требуемого «ремонта» необходимо знать, что собой представляет человеческий организм с точки зрения химии и биологии, что лежит в основе сохранения и поддержания здоровья, как помочь своему организму справиться с простудными заболеваниями и что лучше применить: лекарственные или растительные препараты.
При изучении этого курса формируются понятия о здоровье, компонентах и показателях здоровья, факторах, определяющих здоровье (наследственность, продукты питания, качество среды обитания, образ жизни), о лекарствах и их действии на организм, правильном их употреблении. Всегда необходимо помнить о том, что «доза может убить и доза может вылечить».
Курс «Химия и медицина» позволяет погрузиться в систему вопросов по биологии и химии: химические свойства металлов и неметаллов, химические реакции, химия клетки, продукты питания, наследственность организма.
Содержание данного курса вводит учащихся в область теоретических основ медицины, связанных с сохранением здоровья, частично обеспечивает профессиональную ориентацию старшеклассников, а интерес ко всему этому способны стимулировать следующие высказывания.
• В основе жизни лежат химические процессы, а заболевания – это результат нарушения их в организме, который является большой ретортой.
Т. Парацельс
• Все есть яд, ничто не лишено ядовитости, и все есть лекарство. Лишь только доза делает лекарство ядом или лекарством.
Т. Парацельс
• Жизнь – это вечное движение жидкостей между клетками и внутри клеток. Остановка этого движения приводит к смерти. Частичное замедление этого движения в каком-то органе вызывает частичное расстройство. Общее замедление движения внеклеточных жидкостей вызывает болезнь.
Врач А.С. Залманов, «Тайная мудрость»
• Я не степью хожу –Я хожу по аптеке,Разбираясь в ее травяной картотеке.Беспредельная степь,Бесконечная степь,Ты природой написанныйСтранный рецепт.
С. Кирсанов
• Другого ничего в природе нет,Ни здесь, ни там в космических глубинах:Все – от песчинок малых до планет – Из элементов состоит единых.
С. Щипачев
• Что не излечивают лекарства, то излечивает железо, что не излечивает железо, то излечивает огонь.
Гиппократ
Цели курса.
1. Расширить знания учащихся об организме как химической фабрике.
2. Продолжить формирование у учащихся понимания важности сохранения здоровья на биологическом и химическом уровне.
3. Сформировать у учащихся навыки элементарной медицины.
Задачи курса.
1. Актуализировать и расширить знания учащихся по вопросам здоровьесбережения.
2. Научить школьников анализировать образ жизни с точки зрения влияния на здоровье.
3. Выработать у учащихся навыки оценки функционального состояния своего организма.
4. Обеспечить профессиональную ориентацию старшеклассников.
Структура и содержание курса (34 ч)
| Занятие | Kоличество часов | Темазанятия | Виддеятельности |
| Введение в курс «Химия и медицина» (24 ч) | |||
| 1, 2 | 2 | Почему надо лечить организм | Лекция |
| Химия и здоровье (12 ч) | |||
| 3 | 1 | Факторы, влияющие на здоровье человека | Беседа |
| 45 | 2 | Формула здоровья | Лекция, беседа |
| 6 | 1 | Химические элементы и жизнедеятельность организма | Лекция |
| 7, 8 | 2 | Для чего мы едим, и что мы едим. Питание и болезни. Пищевая аллергия | Беседа |
| 91011 | 3 | Заболевания, вызванные недостатком химических элементов в организме | Лекция, беседа. Сообщения учащихся |
| 12 | 1 | Всему свое время (потребность организма в химических элементах на разных этапах развития) | Лекция |
| 13 | 1 | Где «задерживаются» токсические вещества? | Лекция |
| 14 | 1 | Заболевания и группы крови | «Kруглый стол» |
| Зеркало организма (4 ч) | |||
| 15 | 1 | Kожа. Характеристика и типы кожи. Kожные заболевания | Выступления учащихся |
| 16 | 1 | Зубы – индикатор внутренних проблем организма. Заболевания зубов | Лекция |
| 17 | 1 | На приеме у стоматолога | Ролевая игра |
| 18 | 1 | Медицина и косметология | «Kруглый стол» |
| Химия и медицина (9 ч) | |||
| 19 | 1 | Развитие медицины, этапы становления | Лекция |
| 20 | 1 | Лекарства. Открытие лекарств и лекарственные формы | Лекция |
| 2122 | 2 | Kлассификация лекарств | Лекция |
| 23 | 1 | Лекарства и растительные препараты | Лекция |
| 24 | 1 | Аспирин, стрептоцид: химический состав, путь и действие их в организме | Лекция |
| 25 | 1 | Препараты для сердечно-сосудистой системы | Лекция |
| 26 | 1 | Антибиотики и их действие на организм | Лекция |
| 27 | 1 | Зависимость организма от лекарств | Дискуссия |
| Биологически активные соединения (4 ч) | |||
| 28 | 1 | Витамины. Kлассификация, действие витаминов на организм. Заболевания, вызванные недостатком или избытком витаминов | Беседа.Сообщения учащихся |
| 29 | 1 | Ферменты, их классификация, роль в организме. Значение ферментов | Лекция |
| 30 | 1 | Гормоны. Значение гормонов. Заболевания, вызванные недостатком или избытком гормонов в организме. Гормональные препараты | Лекция |
| 31 | 1 | Обменные процессы в организме. Роль водно-солевого обмена в жизнедеятельности организма | Лекция с элементами беседы |
| Генные заболевания у человека (3 ч) | |||
| 32 | 1 | Генная программа человека | Лекция |
| 33 | 1 | Болезни с наследственным предрасположением | Лекция |
| 34 | 1 | Социальная среда и человек | Беседа |
пример мазь или эмульсия бензилбензоата – сложного эфира бензойной кислоты и бензилового спирта С6Н5–С(О)–О–СН2–С6Н5.
К сожалению, у многих больных эти средства вызывают аллергию, поэтому до сих пор не потеряли актуальность старые методы лечения, основанные на применении элементной серы в виде мазей на вазелине. Но значительно более эффективен, хотя и трудоемок, метод М.П.Демьяновича. При лечении по этому методу в кожу втирают в течение 10–15 мин 60%-й водный раствор тиосульфата натрия. После высыхания кожи и появления на ней кристалликов втирают в течение 10–15 мин 6%-й водный раствор соляной кислоты. Вымыться разрешается через три дня. К этому времени больной выздоравливает.
Как вы можете объяснить сущность метода Демьяновича с точки зрения химика?
Примечание. При выполнении этого задания желательно обсудить проблемы профилактики чесотки. Это чрезвычайно заразное заболевание, которое передается не только при непосредственном контакте с больным, но и через его личные вещи – одежду, полотенца, а также через бумажные деньги. Лучший способ уберечься от чесотки – строго соблюдать правила личной гигиены.
Задание 3. В книге М.М. Гурвича «Домашняя диетология» для страдающих мочекаменной болезнью приведена такая рекомендация: «Из зелени и овощей в рацион включают те сорта, которые считаются бедными кальцием и щелочными валентностями: горох, брюссельскую капусту, тыкву». Прокомментируйте эту формулировку с позиции химика, а если сможете, то и агронома.
Задание 4. Для лечения малокровия (пониженное содержание в крови гемоглобина) с давних пор применяют препараты железа, в том числе сульфат железа(II), а иногда и восстановленное железо в порошке. Известен и старинный народный рецепт от малокровия – «железное яблоко»: в яблоко (лучше сорт антоновка) втыкают несколько гвоздей и выдерживают сутки. Затем гвозди вынимают, а яблоко съедает больной.
Как вы можете объяснить эффективность «железного яблока» с точки зрения химика?
Задание 5. Лечение травами становится все более популярным, однако большинство людей не соблюдают точно правила приготовления отваров и настоев, особенно дозировку сырья, хотя это очень важно при лечении этим способом. Большинство трав рекомендуют заваривать в такой пропорции: 20 г (одна полная столовая ложка) сухой измельченной травы на стакан (200 мл) кипящей воды, т. е. соотношение массовых частей 1:10. Летом можно готовить препараты не из сушеных, а из свежесобранных трав. Как при этом правильно рассчитать соотношение травы и воды, чтобы получить настой той же концентрации?