Приложение 3

Реклама
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ
ФЕДЕРАЦИИ
ФГАОУ ВО "Новосибирский национальный
исследовательский государственный университет"
Факультет естественных наук
УТВЕРЖДАЮ
Декан ФЕН НГУ, профессор
_______________Резников В.А.
«29» августа 2014 г.
Рабочая программа дисциплины
Эволюционное учение
Направление подготовки
Биология 020400
Профиль подготовки
Квалификация (степень) выпускника
Бакалавр
Форма обучения
Очная
Новосибирск 2014
Аннотация рабочей программы
Дисциплина «Эволюционное учение» является частью ООП по направлению
подготовки «Биология», профиль «Биология». Дисциплина реализуется на факультете
естественных наук Национального исследовательского университета Новосибирский
государственный университет кафедрой цитологии и генетики ФЕН НГУ.
Содержание дисциплины охватывает широкий круг вопросов, связанных с
эволюцией живых организмов на Земле, и включает в себя знакомство с основными
эволюционными теориями, анализ свидетельств биологической эволюции на Земле,
сравнительный анализ биологических структур, процессов и систем в эволюционном
аспекте, изучение основных принципов популяционной и эволюционной генетики,
применение этих принципов для понимания истории развития жизни на Земле и анализа
структуры и функции современных организмов.
Дисциплина нацелена на формирование общекультурных компетенций ОК-3, ОК-4
общепрофессиональных компетенций ПК-7 выпускника.
Преподавание дисциплины предусматривает следующие формы организации
учебного процесса: 30 ч. - лекции, 1 коллоквиум, 42 ч. - самостоятельная работа студента.
Программой дисциплины предусмотрены следующие виды контроля:
промежуточный контроль в форме коллоквиума и рубежный контроль в форме экзамена.
Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетные единиц, 72 академических
часа.
1. Цели освоения дисциплины
Основной целью освоения дисциплины является формирование у студентов
современного научного эволюционного мировоззрения. Как справедливо заметил классик
эволюционной биологии Ф. Добжанский «Ни что в биологии не имеет смысла вне
понятий эволюции».





Для достижения поставленной цели выделяются задачи курса:
Изложение истории эволюционной биологии.
Знакомство с основными эволюционными теориями.
Анализ свидетельств биологической эволюции на Земле.
Сравнительный анализ биологических структур, процессов и систем в
эволюционном аспекте.
 Изучение основных принципов популяционной и эволюционной генетики.
 Применение этих принципов для понимания истории развития жизни на Земле
и анализа структуры и функции современных организмов.
Важнейшей задачей курса является освоение студентами эволюционного мышления,
понимание того, что все свойства и признаки современных организмов, включая человека,
являются результатом длительной эволюции, происходившей на основе естественного
отбора различные наследственных вариантов в постоянно меняющихся условиях внешней
среди и во взаимодействии с другими организмами.
Курс сочетает глубокое изучение классических работ в области эволюционной
биологии, с преставлением современного состояния и проблем в биологии, с учетом
последних достижений палеонтологии и археологии, ботаники и зоологии, систематики и
экологии, молекулярной и клеточной биологии, биологии развития и физиологии, общей,
популяционной и эволюционной генетики, биоинформатики. От подобных курсов в
России настоящий курс отличает комплексный подход к изучению эволюционного
процесса и эволюции биологических систем, с акцентом на молекулярные,
цитологические и генетические аспекты эволюции.
2. Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата
Дисциплина «Эволюционное учение» входит в базовую частью профессионального
цикла, ООП по направлению подготовки «Биология».
Дисциплина «Эволюционное учение» опирается на следующие дисциплины данной
ООП:
 Зоология беспозвоночных (разнообразие животных).
 Зоология позвоночных (разнообразие животных)
 Ботаника (разнообразие растений и грибов).
 Цитология (знание механизмов митоза и мейоза, структуры и функции хромосом,
структурной организации клеточных процессов );
 Молекулярная биология (молекулярные механизмы реализации генетической
информации, репликации, репарации );
 Эмбриология (эмбриональное развитие насекомых и млекопитающих)
 Генетика (знание структуры и функции генома и основных генетических
процессов: мутационного и рекомбинационного, основ генетики популяций).
 Физиология
Результаты освоения дисциплины «Эволюционное учение» используются в
следующих дисциплинах данной ООП:
 Генетика популяций;

Дисциплины профиля «Генетика» и «Биология клетки»:
 Генетика развития
 Генетика человека
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины
«Эволюционное учение»:
 общекультурные компетенции: ОК-3, ОК-4;
 профессиональные компетенции: ПК-4, ПК-5, ПК-6, ПК-7, ПК-8, ПК-10, ПК-11.
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
 иметь современные представление об эволюционной биологии - эволюции
биологических структур, процессов и систем;
 знать основные принципы популяционной и эволюционной генетики;
 уметь применять эти принципы для решения проблем, с которыми он столкнется в
своей области исследования: клеточной и молекулярной биологии, генетике,
физиологии, медицине, экологии;
 уметь аргументировано представлять научную биологическую информацию,
отстаивать свою точку зрения и критически ее оценивать.
4. Структура и содержание дисциплины
Структура дисциплины традиционна: лекции и самостоятельная работа студента.
Текущий контроль — коллоквиум, рубежный контроль - экзамен. Общая трудоемкость
дисциплины составляет 1,3 зачетные единицы, 48 часов.
№
п/п
Раздел дисциплины
Виды учебной работы,
включая самостоятельную
работу студентов и
Формы текущего
трудоемкость
Неде (в часах)
контроля успеваемости
Се
ля
(по неделям семестра)
мес
семес
Форма промежуточной
тр
Лабо Само Конт
тра
аттестации
Лекц р.
ст. р.
Зачет (по семестрам)
ия
работ работ работ
а
а
а

Введение. Исторический обзор.
6 1
2
1

Свидетельства эволюции.
Геохронология и этапы эволюции
жизни на Земле.
Теории эволюции. Дарвинизм и
синтетическая теория эволюции.
Наследственность и изменчивость..
Мутации и рекомбинационный
процесс.
Гены в популяциях. Эволюция генома.
Генотип, геном, генофонд
Естественный отбор. Формы отбора.
Видообразование. Типы и механизмы
видообразования.
Ключевые этапы эволюции
органического мира.
6 2
2
1
6 3
2
2
6 4-5 4
2
6 6-7 4
2
6 8-9 4
6 10- 4
11
2
2
6 12- 4
13
2







Систематика и филогения. Динамика 6 14 4
видового состава в эволюции
 Происхождение и эволюция человека. 6 15- 4
Итого по курсу
16
16
32
1
2
16

Образовательные технологии
Используется традиционная система лекций с текущим контролем в виде коллоквиума.
6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные
средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по
итогам освоения дисциплины
Коллоквиум №1
Свидетельства эволюции: палеонтологические, биогеографические, сравнительноанатомические, эмбриологические, генетические.
Исторический обзор. До Дарвина: Эразм Дарвин, Ж. Кювье, Ж.Б.Ламарк. Чарльз
Дарвин. Жизнь и труды. «Происхождение видов» - структура и логика книги. После
Дарвина: неодарвинизм; антидарвиновские теории – неоламаркизм, ортогенез,
мутационизм, номогенез. Возникновение и развитие синтетической теории эволюции.
Изменчивость.
Организация генома. Уникальные и повторенные последовательности. Структура и
функция уникальных генов. Роль регуляторных элементов. Мобильные генетические
элементы.
Наследственная и ненаследственная изменчивость: норма реакции, пенетрантность и
экспрессивность. Генетика количественных признаков. Коэффициент наследуемости.
Методы оценки коэффициента наследуемости.
Типы мутаций и их частоты и особенности проявления. Закон гомологических рядов.
Рекомбинация и половой процесс. Эволюционный смысл рекомбинации.
Кратковременные и долговременные преимущества рекомбинации. Репарационная
гипотеза. Храповик Меллера. Конкуренция сибсов. Гипотеза Красной Королевы.
Гены в популяциях
Частоты генотипов и генов, равновесные популяции и уравнение Харди. Закон
Пирсона.
Факторы эволюции – факторы, нарушающие равновесие Харди: отбор, мутации,
миграции, ассортативное скрещивание, инбридинг, мейотический драйв.
Дрейф генов. Теория нейтральной эволюции. Теория молекулярных часов.
Типы полиморфизма: нейтральный, переходный, сбалансированный.
Задание к коллоквиуму 1.
Студенты должны написать научно-популярную статью о современном состоянии
эволюционной биологии на основе анализа одной (по выбору студента) из глав книги Ч.
Дарвина «Происхождение видов».
В этой статье должны быть изложены взгляды Дарвина на проблему, обсуждаемую в
данной главе, например: механизмы и последствия доместикации (глава 1) , источники
изменчивости в природных популяциях (глава 2), биогеографические свидетельства
эволюции (главы 12-13) и современное состояние этой проблемы.
Объем статьи не менее 6 и не более 10 страниц в формате Arial 12, интервал 1.5.
Статьи должны быть отправлены по электронной почте за неделю до коллоквиума.
Статьи проверяются на плагиат и работы, содержащие плагиат (вне зависимости от
его объема) не зачитываются.
Все статьи выкладываются в открытый доступ на сайте «Происхождение видов
глазами студентов».
https://sites.google.com/site/darwinupdated/home
При оценке учитывается знание книги Дарвина и современного состояния
эволюционной биологии, а так же качество изложения материала – его научность,
доступность для понимания неспециалистами, увлекательность, оригинальность формы,
литературный стиль.
Коллоквиум №2
Борьба за существование.
Геометрическая прогрессия размножения. Избирательная и неизбирательная
элиминация. Понятие приспособленности. Конкуренция и кооперация. Внутри- и
межвидовая борьба.
Естественный отбор
Движущий отбор. Коэффициент отбора и ответ на отбор. Кумулятивное и постепенное
действие отбора. Natura non facit saltum. Возникновение и совершенствование адаптаций в
результате движущего отбора.
Стабилизирующий отбор: накопление генетической изменчивости, мобилизационный
резерв наследственной изменчивости. Возникновение и совершенствование адаптаций в
результате стабилизирующего отбора.
Дизруптивный отбор: возможность видообразования на основе дизруптивного отбора.
Частотно- и плотностно-зависимый отбор.
Половой отбор: понятие приспособленности в контексте полового отбора. Механизмы
полового отбора.
Отбор родственников: расширенная приспособленность. Гипотеза эгоистичного гена.
Родственный альтруизм. Реципрокный альтруизм. Дилемма узника и возникновение
кооперации.
Видообразование
Концепции и определения вида. Критерии вида. Популяционная структура видов. Вид
как генетическое единство. Изолирующие механизмы, механизмы их формирования.
Аллопатрическое видообразование. Географические и экологические границы
распространения видов. Перипатрическое видообразование.
Симпатрическое видообразование. Причины симпатрии близко родственных видов.
Экологическая дифференциация и поток генов. Роль хромосомных перестроек в
видообразовании. Роль дизруптивного отбора. Парапатрическое видообразование.
Систематика и филогения. Гомологичные и аналогичные признаки. Дивергенция,
конвергенция и параллелизм. Молекулярные деревья. Реконструкция филогении по
молекулярным и морфологическим данным.
Происхождение и эволюция человека: палеонтологические данные, молекулярная
филогения. Механизмы антропогенеза. Последовательность расселения популяций людей
из Африки. Роль доместикации в возникновении и развитии цивилизаций. Генетическая
гетерогенность и видовое единство современного человечества. Дарвиновская медицина.
Социобиология и эволюционная психология. Биологическая и культурная
эволюция. Применение методов и подходов эволюционной биологии для анализа
поведения человека и эволюции культуры. Мимы как единицы культурной эволюции.
Эволюция языков и социальных структур. Возникновение и эволюция религиозных
культов. Эволюция искусства, литературы и науки.
Вопросы к экзамену
1. Палеонтологические свидетельства эволюции
2. Борьба за существование. Геометрическая прогрессия размножения. Избирательная
и неизбирательная элиминация.
3. Биогеографические свидетельства эволюции
4. Понятие приспособленности. Конкуренция и кооперация. Внутри- и межвидовая
борьба.
5. Сравнительно-анатомические и эмбриологические свидетельства эволюции
6. Гипотеза Красной Королевы. Взаимоотношения паразит-хозяин, хищник-жертва.
Коэволюция и коадаптация
7. Генетические свидетельства эволюции
8. Движущий отбор. Понятие приспособленности. Фундаментальная теорема
естественного отбора. Коэффициент отбора и ответ на отбор. Кумулятивное и
постепенное действие отбора
9. Эволюционная теория как основа современной биологии
10. Примеры движущего отбора в природе и при доместикации. Возникновение и
совершенствование адаптаций в результате движущего отбора.
11. Эволюционная теория до Дарвина: Эразм Дарвин, Ж. Кювье, Ж.Б.Ламарк.
12. Начальные и переходные стадии формирования адаптаций. Относительность и
несовершенство адаптаций. Генетические и средовые ограничения эффективности
адаптаций
13. Чарльз Дарвин. Жизнь и труды. «Происхождение видов» - структура и логика
книги.
14. Стабилизирующий отбор: норма реакции и адаптивная норма, накопление
генетической изменчивости, мобилизационный резерв наследственной
изменчивости.
15. Возникновение и развитие синтетической теории эволюции.
16. Возникновение и совершенствование адаптаций в результате стабилизирующего
отбора. Коадаптивные генные комплексы. Автономизация онтогенеза.
17. Организация генома. Уникальные и повторенные последовательности. Структура и
функция уникальных генов. Роль регуляторных элементов. Мобильные
генетические элементы.
18. Дизруптивный отбор: условия, при которых он действует, его возможные
результаты. Возможность видообразования на основе дизруптивного отбора
19. Наследственная и ненаследственная изменчивость: норма реакции, пенетрантность
и экспрессивность.
20. Частотно-зависимый отбор. Возникновение и поддержание полиморфизма за счет
этой формы отбора
21. Генетика количественных признаков. Коэффициент наследуемости. Методы
оценки коэффициента наследуемости.
22. Половой отбор: понятие приспособленности в контексте полового отбора.
Возникновение и роль полового диморфизма в эволюции. Стратегии самцов и
самок
23. Типы мутаций и их частоты, особенности проявления и роль в эволюции.
24. Механизмы полового отбора. Гипотеза гандикапа. Гипотеза привлекательных
сыновей. Гипотеза врожденных сенсорных предпочтений
25. Рекомбинация и половой процесс. Эволюционный смысл рекомбинации
Кратковременные и долговременные преимущества рекомбинации.
26. Отбор родственников: расширенная приспособленность. Гипотеза эгоистичного
гена. Возникновение и поддержание альтруизма. Родственный альтруизм.
27. Возникновение и эволюционный смысл рекомбинации. Репарационная гипотеза.
Храповик Меллера. Конкуренция сибсов. Гипотеза Красной Королевы.
28. Реципрокный альтруизм. Дилемма узника и возникновение кооперации
29. Частоты генотипов и генов, равновесные популяции и уравнение Харди. Закон
Пирсона.
30. Концепции и определения вида. Критерии вида. Популяционная структура видов.
Вид как генетическое единство
31. Мутации как фактор эволюции
32. Изолирующие механизмы и пути их формирования. Модель ДобжанскогоМеллера. Правило Холдейна.
33. Миграции и изоляция как факторы эволюции
34. Социобиология и эволюционная психология.
35. Ассортативное скрещивание как фактор эволюции
36. Перипатрическое видообразование. Генетические особенности центральных и
периферических популяций
37. Мейотический драйв как фактор эволюции
38. Симпатрическое видообразование. Причины симпатрии близко родственных видов.
Скопления видов в озерах (Байкал, Виктория, Малави). Вторичная и первичная
симпатрия. Экологическая дифференциация и поток генов. Роль хромосомных
перестроек в видообразовании. Роль дизруптивного отбора.
39. Дрейф генов как фактор эволюции.
40. Систематика и филогения. Гомологичные и аналогичные признаки. Дивергенция,
конвергенция и параллелизм.
41. Типы полиморфизма: нейтральный, переходный, сбалансированный.
42. Происхождение и эволюция человека: палеонтологические данные, молекулярная
филогения. Механизмы антропогенеза.
43. Дрейф генов как фактор эволюции.
44. Последовательность расселения популяций людей из Африки. Роль доместикации
в возникновении и развитии цивилизаций.
45. Генетика количественных признаков. Коэффициент наследуемости. Методы
оценки коэффициента наследуемости.
46. Биологическая и культурная эволюция.
47. Рекомбинация и половой процесс. Эволюционный смысл рекомбинации
Кратковременные и долговременные преимущества рекомбинации.
48. Генетическая гетерогенность и видовое единство современного человечества.
Несостоятельность расизма и евгеники.
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
а) основная литература:
Айала Ф. Введение в популяционную и эволюционную генетику. М.: Мир. 1984.
Айала Ф., Кайгер Дж. Современная генетика. Том 3. М.: Мир. 1988.
Дарвин Ч. Происхождение видов путем естественного отбора. М.: Наука 2001.
Докинз Р. Эгоистичный ген. М.: .: Мир 1993.
Ф. Хедрик “Генетика популяций”. М: Техносфера 2003
Яблоков А.В., Юсупов А.Г. Эволюционное учение. М.: Высшая школа. 2006.
б) дополнительная литература:
Грант В..Эволюционный процесс. М.: М.: 1991.
Докинз Р. Бог как иллюзия. М. 2006
Даймонд Дж. Ружья, микробы и сталь М.: 2009
Еськов К.Ю. История Земли и жизни на ней. М.: 2000.
Иорданский Н.Н.. Эволюция жизни. М: 2001.
Медников Б.М.. Аксиомы биологии. М: 1982.
Северцов А. С.. Теория эволюции. М: 2005.
в) программное обеспечение и Интернет-ресурсы:
EvoTutor - learning through interactive simulation. www.evotutor.org/
Blind Watchmaker Applet. http://www.phy.syr.edu/courses/mirror/biomorph/
Ричард Докинз. Слепой часовщик. http://evolbiol.ru/blind/bw.html
Проблемы эволюции. http://evolbiol.ru/index.html
Чарлз Дарвин. http://charles-darwin.narod.ru/
Эволюция – пути и механизмы. http://evolution2.narod.ru/
Теория эволюции как она есть. http://evolution.powernet.ru/
Происхождение видов глазами студентов. https://sites.google.com/site/darwinupdated/home
8. Материально-техническое обеспечение дисциплины
 Ноутбук, медиа-проектор, экран.
 Программное обеспечение для демонстрации слайд-презентаций.
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом
рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению «Биология».
Бородин Павел Михайлович,
доктор биол. наук, профессор КЦГ
ФЕН НГУ, зав. лаб. ИЦиГ СО РАН
Программа рассмотрена и одобрена на заседании кафедры цитологии и генетики ФЕН
НГУ
от « 29_» августа 2014 года, протокол № _4___
Секретарь кафедры к.б.н. ______________________ А.Д. Брошков
Скачать