ДПП.Р.1 Введение в биологию (новое окно)

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«УССУРИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ
ИНСТИТУТ»
факультет биологии, химии и психологии
кафедра биологии
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС
ПО ДИСЦИПЛИНЕ
ДПП.Р.01 Введение в биологию
(УД-04.20-009)
Для специальности 050101 Химия
ОП-05.01
Составители: к.б.н., профессор
С.Д. Артамонов
Уссурийск, 2009
СОДЕРЖАНИЕ
1. Аннотация……………………………………………………………....3
2. Выписка из ГОС ВПО………………………………………..………….4
3. Рабочая учебная программа дисциплины (РУПД)……………..……...5
4. Учебно-методическое обеспечение дисциплины………………..…...17
2
1. Аннотация
Учебно-методические материалы, включенные в УМКД, отражают
современный уровень развития биологии. Данная дисциплина является
вводной в процессе изучения биологических наук, ее цель – подготовка
студентов первого курса к освоению частных биологических дисциплин.
Основное внимание уделяется обзору частных биологических наук,
изучению свойств живых систем на всех уровнях организации,
закономерностям исторического развития (основы микро- и макроэволюции),
связям с внешней средой (основы экологии).
Цель курса: сформировать у студентов целостное представление о
свойствах живых систем, историческом развитии жизни, роли биоты в
планетарных процессах, о современных направлениях, проблемах и
перспективах биологических наук, дать основу для изучения
профессиональных дисциплин.
Задачи:
- изучение общих закономерностей проявления жизни (вопросы
биологии клетки, обмена веществ и энергии, размножения, передачи
генетической информации и изменчивости);
- изучение общих закономерностей индивидуального развития
организмов
(вопросы
общей
эмбриологии,
закономерности
постэмбрионального
развития,
процессы
старения
и
проблемы
геронтологии);
- изучение закономерностей эволюции живой материи (теории
происхождения жизни на Земле, вопросы эволюции организмов,
взаимоотношения организмов и среды).
В программу включены материалы, используемые студентами при
самостоятельной работе.
3
2. Выписка из ГОС ВПО
Для дисциплин национально-регионального (вузовского) компонента,
дисциплин и курсов по выбору данный раздел отсутствует.
4
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«УССУРИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ
ИНСТИТУТ»
кафедра биологии
РАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
ДПП.Р.01 Введение в биологию
(УД-04.20-009)
Для специальности 050101 Химия
ОП-05.01
Составители: к.б.н., профессор
С.Д. Артамонов
Уссурийск, 2009
5
СОДЕРЖАНИЕ
3.1. Пояснительная записка ………………………………………………7
3.2 Тематический план дисциплин……………………………………….8
3.3. Содержание учебного материала……………………….………..…..9
3.4. Требования к знаниям и умениям студентов……………………....13
3.5. Формы контроля……………………………………………..............14
а) текущий контроль………….………………………………...…..…….14
б) итоговый контроль………………………………………………..…...14
3.6. Список литературы ………………………………………………….16
6
3.1. Пояснительная записка
Биология – совокупность наук о живой природе. Предмет биологии – все
проявления жизни: строение и функции живых систем, распространение,
происхождение, развитие, связи друг с другом и с неживой природой. Задачи
биологии - изучение закономерностей этих процессов, раскрытие сущности
жизни, систематизация живых систем. Курс читается в 1 семестре – 36 часов
лекций. Итоговая форма контроля – зачет.
Цель курса: сформировать у студентов целостное представление о
свойствах живых систем, историческом развитии жизни, роли биоты в
планетарных процессах, о современных направлениях, проблемах и
перспективах биологических наук, дать основу для изучения
профессиональных дисциплин.
Задачи:
- изучение общих закономерностей проявления жизни (вопросы
биологии клетки, обмена веществ и энергии, размножения, передачи
генетической информации и изменчивости);
- изучение общих закономерностей индивидуального развития
организмов
(вопросы
общей
эмбриологии,
закономерности
постэмбрионального
развития,
процессы
старения
и
проблемы
геронтологии);
- изучение закономерностей эволюции живой материи (теории
происхождения жизни на Земле, вопросы эволюции организмов,
взаимоотношения организмов и среды).
7
3.2. Тематический план дисциплины
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
1 семестр
Система
биологических наук.
Уровни организации
живых систем и
особенности их
изучения.
Основные свойства
живых систем.
Современные гипотезы
происхождения жизни.
Основные
закономерности
эволюции живых
систем.
Биоритмы в живых
системах
Основы биоэкологии.
Итого за 1 семестр
Итого по дисциплине
Практически
е,
семинарские
занятия
Лабораторн
ые занятия
Самостоятельн
ая работа
студентов
Трудоемкость
(всего часов)
Всего
№
Лекции
Аудиторные занятия
Наименование модулей,
разделов, тем (с
указанием семестра)
4
4
4
8
2
2
2
4
8
8
8
16
2
2
2
4
10
10
10
20
2
2
2
4
8
36
36
8
36
36
8
36
36
16
72
72
8
0
0
0
0
3.3. Содержание учебного материала
1. Система биологических наук.
Комплексные науки по объектам исследования – зоология, ботаника,
анатомия и физиология человека.
Частные зоологические науки:
протозоология, энтомология, герпетология, орнитология, териология.
Частные ботанические науки: альгология, бриология, дендрология.
Самостоятельные науки- микробиология, микология, лихенология,
вирусология. Классификация биологических наук по исследуемым свойствам
и проявлениям живого: а) форма и строение – цитология, гистология,
анатомия, б)состав и ультраструктура клеток и тканей- биохимия, биофизика,
молекулярная биология, в) функции живых систем – физиология животных и
растений, г) закономерности наследственности и изменчивости – генетика, д)
особенности
онтогенезаэмбриология
(биология
развития),
е)
закономерности поведения – этология, ж) математические аспекты биологии
– биометрия. Палеонтология и ее подразделения. Взаимодействие
биологических наук. Связь биологии с другими науками. Основные методы
биологических исследований.
Самостоятельная работа – 4 ч.
Рекомендуемая основная литература – 1, 3.
Дополнительная – 1, 2.
2. Уровни организации живых систем и особенности их изучения.
Понятие иерархической соподчиненности. Молекулярно- генетический
уровень и методы его изучения. Субклеточный и клеточный уровни.
Современные данные о структуре и функциях клетки. Тканевой уровень.
Органы и их системы. Организменный уровень организации. Специфика
надорганизменных систем. гипотезы возникновения жизни. Основные
нерешенные вопросы.
Самостоятельная работа – 2 ч.
Рекомендуемая основная литература – 2, 3.
Дополнительная – 1, 5.
3. Основные свойства живых систем.
Понятие системы. Фундаментальные положения общей теории систем.
Специфика биологических систем. Понятие функциональности. Структурная
сложность
как
условие
существования
системы.
Циркуляция
положительных и отрицательных обратных связей.Саморегуляция.
Самовоспроизведение, его варианты (истинное и опосредованное).
Проявление законов термодинамики в биологических системах. Способы
сдерживания роста энтропии. Понятие о свободной энергии в живых
системах. Динамичность систем. Принцип оптимальности, его проявления на
разных уровнях организации. Информация в живых системах. Особенности
9
биологической информации. Информационные шумы, их нейтрализация.
Значение избыточной информации. Каналы связи, средства коммуникации в
системах. Понятие организующих полей. Специфика химического состава
биосистем.
Самостоятельная работа – 8 ч.
Рекомендуемая основная литература – 1, 2.
Дополнительная – 3, 4.
4. Современные гипотезы происхождения жизни.
Специфика Земли как арены возникновения и развития жизни. Понятие
антропного принципа. Гипотезы естественного земного происхождения
жизни. Опыты Уилсона, Миллера,Юри, Оро по получению аминокислот в
лабораторных условиях. Представления Холдейна и Опарина о начальных
этапах биогенеза. Слабые места гипотезы естественного земного
происхождения живых систем. Проблема возникновения генетического кода
и протобелка. Гипотеза космического заноса жизни на планету. Работы
Хойла и Викрамасингхе. Современные данные о кометах как потенциальных
поставщиках сложной органики на планету. Космическая пыль как
дополнительный источник органических веществ. Значение фотохимических
реакций в создании органики в условиях космоса. Информационная гипотеза
происхождения жизни на Земле. Теизм, деизм, научный креационизм как
теологические представления о возникновении живых систем. Действие
элементарных эволюционных факторов.
Самостоятельная работа – 2 ч.
Рекомендуемая основная литература – 1, 3.
Дополнительная – 1, 3.
5. Основные закономерности эволюции живых систем.
Понятие об эволюции. Основные современные эволюционные теории –
синтетическая теория, номогенез, неокатастрофизм, сальтационизм,
нейтрализм, автогенез, психовитализм. Теистические теории. Популяция как
элементарная эволюционная единица. Структура популяции. Мутации как
поставщики эволюционного материала. Классификация мутаций, их
масштаб, частота и эффект. Особенности протекания мутационного процесса
у прокариот и эукариот. Варианты нейтрализации негативного эффекта
мутаций. Значение мутационного процесса как эволюционного фактора.
Популяционные волны как элементарный фактор эволюции.
Классификация популяционных волн, их причины. Давление популяционных
волн.
Поток генов, его роль в изменении генетической структуры популяции.
Агенты потока генов в различных таксономических группах.
Изоляция популяций как эволюционный фактор. Формы изоляции:
пространственная, экологическая, временная, этологическая, механическая,
несовместимость гамет. Генетические формы изоляции.
10
Естественный отбор как направляющая сила эволюции.
Предпосылки действия естественного отбора. Условия «включения»
механизмов
отбора:
избыточная
численность
популяции,
внутрипопуляционный полиморфизм, давление экологических фактторов.
Формы
естественного
отбора:
стабилизирующий,
движущий
(однонаправленный), дизруптивный, половой, групповой, K- и r – отборы,
альтруистический, дестабилизирующий.
Адаптация как результат отбора.
Вид как основной этап эволюционного процесса. Критерии вида.
Структура вида.Филетическое видообразование (трансформация вида).
Истинное видообразование (увеличение числа видов), его варианты.
Аллопатрическое,
симпатрическое,
парапатрическое
видообразование.«Мгновенное» видообразование.
Понятие о макроэволюции. Прогресс и регресс в эволюции.
Сходство и отличие процессов микро- и макроэволюции. Понятие
прогресса в эволюции живых систем. Общий и частный прогресс, их
критерии. Способы осуществления прогресса. Арогенез и аллогенез. Формы
аллогенеза- телогенез, гипергенез, катагенез, эпигенез. Общий прогресс как
показатель эволюции экосистем и биосферы в целом. Регресс в эволюции
групп. Тупиковые ветви в эволюции. Вымирание как крайнее выражение
регресса. Гипотезы вымирания. Правила эволюции групп организмов. Темпы
эволюции.
Самостоятельная работа – 10 ч.
Рекомендуемая основная литература – 2, 3.
Дополнительная – 3, 5.
6. Биологические ритмы в живых системах.
Периодические явления в живой и неживой природе. Биологические
ритмы как комплекс адаптаций. Экзогенные ритмы, особенности их
синхронизации с периодическими явлениями во внешней среде. Эндогенные
ритмы. Понятие биологических часов. Варианты измерения времени на всех
уровнях организации живых систем.
Самостоятельная работа – 2 ч.
Рекомендуемая основная литература – 1, 2.
Дополнительная – 1, 3.
7.Основы биоэкологии.
Экология как биологическая наука. Структура современной экологии.
Понятие экологических факторов и экологической среды. Классификация
экологических факторов. Синергизм факторов. Экосистема как основной
функциональный блок. Структура и функции экосистемы. Потоки вещества,
энергии и информации. Динамика и стабильность экосистем. Сукцессии, их
типы. Климаксовые экосистемы. Продуктивность экосистем планеты.
11
Биоценоз как структурный элемент экосистемы. Схема описания
биоценоза. Структура биоценоза. Типы связей между видами – конкуренция,
хищничество, паразитизм, мутуализм.
Трофические группировки. Популяция, ее структура. Динамика и
стабильность популяций. Типы роста численности. Адаптивные среды –
наземно-воздушная, водная, почва, другие организмы. Особенности
адаптаций организмов. Жизненные формы. Биологические ритмы. Биосфера
как глобальная экосистема. Функции живых организмов в биосфере.
Самостоятельная работа – 8 ч.
Рекомендуемая основная литература – 2, 3.
Дополнительная – 3, 5.
12
3.4. Требования к знаниям и умениям студентов
В результате изучения дисциплины студенты должны знать:
- основные законы и принципы функционирования живых систем
надорганизменного ранга;
- многообразие форм взаимоотношений организмов и их сообществ со
средой обитания;
Практические умения и навыки, получаемые в курсе, включают:
- умение анализировать процессы, проходящие в биосфере, экосистемах,
биоценозах и популяциях;
- умение определять степень деградации живых систем, находящихся в
состоянии т.н. экологического стресса;
- умение использовать полученную информацию при изучении частных
биологических наук;
Студенты должны уметь
- определять место биологических видов в конкретных экосистемах;
- определять степень состояния экосистемы, используя виды индикаторы;
- описывать структуру экосистем и биоценозов и проводить сравнительные
исследования.
13
3.5. Формы контроля (1 семестр)
а) Текущий контроль
6.2. Текущий контроль успеваемости студентов
Варианты вопросов к контрольной работе № 1:
Вариант 1
1. Назовите наиболее распространенные в природе моно-, ди- и
полисахариды. Перечислите основные функции углеводов.
2. Перечислите основные свойства живых организмов (с пояснениями).
3. Опишите строение и функции хлоропластов.
4. Опишите основные этапы аэробного клеточного дыхания.
5. Объясните, о чем говорят биогенетический закон и закон
зародышевого сходства.
Вариант 2
1. Чем отличаются простые и сложные белки? Перечислите основные
функции белков.
2. Какие уровни организации живой материи Вы знаете?
3. Опишите строение и функции ядра.
4. Опишите основные фазы фотосинтеза.
5. Опишите два типа постэмбрионального развития.
Вариант 3
1. Из каких мономеров состоят нуклеиновые кислоты? Опишите строение
этих мономеров. Перечислите отличия в строении РНК и ДНК.
2. Назовите отличия в строении про- и эукариотических клеток.
3. Опишите строение и функции митохондрий.
4. Опишите основные этапы биосинтеза белка.
5. Опишите основные этапы эмбрионального развития.
Контрольные вопросы по теме «Наследственный материал клетки»
14
Выберите правильный ответ
В каком периоде клеточного цикла хромосомы приобретают удвоенную
структуру:
1. G-0
2. G-1
3. S
4. G-2
5. В митозе
Построение аминокислотной последовательности в полипептидной
последовательности называется:
1. Транскрипция
2. Процессинг
3. Полиплоидия
4. Трансляция
5. Репликация
Хромосомный набор-это:
1. Фенотип
2. Генотип
3. Кариотип
4. Рекомбинант
Единица генетического кода:
1. Динуклеотид
2. Триплет
3. Пиримидиновое основание
4. Интрон
15
Избирательное увеличение числа копий отдельных генов носит название:
1. Полиплоидия
2. Амплификация
3. Кроссинговер
4. Стигматизация
б) Итоговый контроль
В качестве итогового контроля предусмотрен зачёт в конце 1 семестра.
К зачёту допускаются студенты, прошедшие курс обучения и успешно
отчитавшиеся по промежуточному контролю.
Вопросы, выносимые на зачет:
1. Современная классификация биологических наук
2. Формы связи частных биологических наук
3. Уровни организации живых систем
4. Иерархия живых систем. Понятие функциональности.
5. Структурная сложность живых систем
6. Система обратных связей, их роль в функционировании систем.
7.Законы термодинамики в приложении к живым системам. Понятие
энтропии варианты ее сдерживания.
8. Принцип оптимальности, его проявление на разных уровнях
организации.
9. Самовозобновление и самоорганизация.
10. Информация в живых системах.
11. Гипотеза земного происхождения жи вых систем.
12. «Кометная» и «пылевая» гипотезы происхождения жизни
13. Оппозиционные гипотезы происхождения жизни.
14.Популяция как единица эволюции.
15. Мутации как элементарный эволюционный материал. Мутационный
процесс.
16.Поток генов как фактор эволюции.
17. Популяционные волны, их роль в эволюционном преобразовании
популяции.
18. Дрейф генов как фактор эволюции.
19. Естественный отбор, его формы.
20. Стабилизирующий и дестабилизирующий отбор.
21. Движущий и дестабилизирующий отбор.
22. Половой , альтруистический, групповой отбор.
23. Изоляция как фактор эволюции.
24. Понятие о виде. Структура вида.
16
25. Пути видообразования.
26. Правила эволюции систематических групп.
27. Скорость эволюции.
28. Понятие о биоритмах . Типы биоритмов.
29. Экосистема, ее структура.
30. Варианты трансформации энергии в экосистеме.
31. Продуктивность экосистем.
32. Динамика и стабильность экосистем.
33.Структура биоценоза. Типы связей между видами в биоценозе.
34. Популяция, ее структура.
35 Саморегуляция популяций.
17
3.6. Список литературы
Основная литература:
1. Верещагина, В.А. Основы общей цитологии / В.А. Верещагина. — 2-е
изд., перераб. — М.: Академия, 2007. — 176 c.
2. Пименов, А.В. Биология: пособие для поступающих в вузы / А.В.
Пименов, О.В. Гончаров. — М.: ЭНАС, 2006. — 502 c.
3. Лешкевич, Т.Г. Концепции современного естествознания:
социогуманитарная интерпретация специфики современной науки: Учебное
пособие / Т.Г. Лешкевич. - : НИЦ Инфра-М, 2013. - 335 с.
Дополнительная литература:
1. Горелов, А.А. Концепции современного естествознания: учеб.
пособие для вузов по гуманитарным напр. и спец. / А.А. Горелов. — 3-е изд.,
стер. — М.: Академия, 2007. — 496 c.
Электронные информационные образовательные ресурсы
1. Биология: Учебное пособие / Т.А. Андреева. - М.: РИОР, 2008. 241
с
[Электронный
ресурс].
Режим
доступа:
http://znanium.com/bookread.php?book=130851
18
4. Учебно-методическое обеспечение дисциплины
Методические указания для преподавателей и студентов
1. Верещагина, В.А. Основы общей цитологии / В.А. Верещагина. — 2-е
изд., перераб. — М.: Академия, 2007. — 176 c.
Карта обеспеченности литературой
Сведения об обеспеченности образовательного процесса учебной
литературой или иными информационными ресурсами
Наименование
дисциплин,
входящих в
образовательную
программу
Общая
экология
Автор, название
Кол-во издания, издательство, год
экземпл
издания
яров
учебной литературы,
в
вид и характеристика
библиотеке
иных
УГПИ
информационных
ресурсов
2
3
31
60
30
Основная литература:
1. Верещагина, В.А. Основы
общей цитологии / В.А.
Верещагина. - 2-е изд.,
перераб. - М.: Академия,
2007. - 176 c.
2 Лешкевич, Т.Г.
Концепции современного
естествознания:
социогуманитарная
интерпретация специфики
современной науки:
Учебное пособие / Т.Г.
Лешкевич. - : НИЦ ИнфраМ, 2013. - 335 с.
Дополнительная
литература:
1. Горелов, А.А. Концепции
современного
19
естествознания: учеб.
пособие для вузов по
гуманитарным напр. и спец.
/ А.А. Горелов. — 3-е изд.,
стер. — М.: Академия,
2007. — 496 c.
Видеофильмы
1.Экология – 90 мин.
2.Энциклопедия животных -60 мин.
7.Видеоинциклопедия. Животные отвечают. -60 мин.
8. Строительство: помогая друг другу -1 -55 мин.
9. Хищники - 95 мин.
20