Общая биология - Университет Российской академии

УНИВЕРСИТЕТ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ ОБРАЗОВАНИЯ
Красноярский филиал
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДИСЦИПЛИНЫ
«ОБЩАЯ БИОЛОГИЯ»
(для студентов, обучающихся по специальности
030301.65 «Психология»)
Красноярск – 2013
УНИВЕРСИТЕТ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ ОБРАЗОВАНИЯ
Красноярский филиал
ПСИХОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
КАФЕДРА ПСИХОЛОГИИ И ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДИСЦИПЛИНЫ
«ОБЩАЯ БИОЛОГИЯ»
(для студентов, обучающихся по специальности
030301.65 «Психология»)
Утвержден
Согласовано:
решением
УМС
филиала
протокол № ___ от ___ ___ 2013
Первый проректор:
___________________
Директор филиала ___________
/Решетова Т.Я./
Фамилия, инициалы
/Дроздов Н.И./
Фамилия, инициалы
Красноярск – 20013
УДК 57
ББК 28.0
П 54
Печатается по решению Учебно-методического совета
Университета Российской академии образования
Красноярский филиал
Авторы-составители: кандидат биологических наук, доцент Полякова И.А.,
Зайцева И.Н.
Зайцева И.Н, Полякова И.А. Учебно-методический комплекс по дисциплине
"Общая биология" для специальности 030301.65 «Психология» –
Красноярск.: Издательство КФ УРАО, 2013. – 14 с.
Программа разработана для студентов психологического факультета
Университета РАО, изучающих обязательный курс «Общая биология».
Курс
предназначен
для
освоения
студентами
важнейших
закономерностей молекулярной и клеточной биологии, для понимания
клеточных механизмов процессов жизнедеятельности и патологических
реакций организма человека.
Изучение этого курса позволит студентам - психологам успешно
осваивать
медико-биологические
дисциплины,
составляющие
естественнонаучную базу их будущей профессии.
УРАО, 2013.
1. Пояснительная записка
Психология изучает высшие психические функции человека. Чтобы
изучать закономерности развития и функционирования психики, необходимы
знания об ее материальном субстрате – органах чувств и высших нервных
центрах. Поскольку центральная нервная система является интегрирующей
системой, необходимо изучать различные уровни организации человеческого
организма.
Элементарной единицей всего живого на Земле является клетка.
Познание клетки имеет важнейшее значение для понимания строения и
функционирования нервной системы и всего организма человека. Любые
заболевания человека своей основой имеют патологию конкретных клеток,
что важно для понимания развития и профилактики болезней.
Термин «клетка» появился в 1665 г., когда Роберт Гук впервые
наблюдал с помощью увеличительных линз подразделение тканей пробки на
«ячейки» или «клетки». Позднее А. Левенгук (1680) открыл мир
одноклеточных
организмов
и
впервые
увидел
клетки
животных
(эритроциты). В 1838 г. Теодор Шванн сформулировал основные постулаты
клеточной теории. «Заслуга Т. Шванна заключалась не в том, что он открыл
клетки как таковые, а в том, что он научил исследователей понимать их
значение» (Вальдейер, 1909).
Революционным событием в клеточной биологии было открытие в
1953 г. Дж. Уотсоном и Ф. Криком структуры двойной спирали ДНК. Это
открытие не только сильно продвинуло исследования в области цитологии
(науки о клетке), но и дало толчок к развитию новой науки – молекулярной
биологии, которая за вторую половину ХХ века достигла значительных
успехов в понимании молекулярных основ жизни.
Изучение курса необходимо начинать с понимания молекулярных
основ
жизнедеятельности
клеток.
Для
этого
необходимо
повторить
школьный курс органической химии и разобраться в том, как устроены
соединения углерода, т.к. именно они являются основой клеточной химии.
Принципиальным для понимания этого раздела является изучение вопросов о
структуре ДНК, РНК и белка, процессов репликации ДНК, синтеза РНК
(транскрипции) и синтеза белка (трансляции). Это механизмы хранения и
воспроизводства информации в живой природе.
При изучении раздела «Строение клетки» необходимо уделить
внимание вопросу о четырех основных тканях организма животных, т.к.
здесь обсуждается разнообразие строения разных клеток животного
организма.
Для
понимания
темы
«Генетические
структуры
клетки»
принципиальным является изучение морфологии хромосом, кариотипа
человека и мейоза, т.к. изучение этих вопросов даст ответы на
общебиологические вопросы «Почему дети похожи на своих родителей?» и
«Почему существуют индивидуальные различия между людьми?»
При изучении различных органоидов клетки нужно обратить особое
внимание и сформировать общебиологическое понятие об органичной и
неразрывной связи между строением и функцией изучаемых структур.
Третий раздел курса «Основы биоэнергетики» связан с вопросами о
том, как клетки и весь организм в целом получают энергию, почему жизнь
невозможна без кислорода. Клетки мозга наиболее чувствительны к
недостатку кислорода и глюкозы. Изучая этот раздел, необходимо обратить
внимание на принципиальную роль кислорода и глюкозы в получении
клетками энергии и структуры клетки, которые осуществляют этот процесс.
Необходимо изучить различия между клетками животных и зеленых
растений в способах получения энергии (дыхание и фотосинтез).
Человечество на современном этапе своего развития оказывает на
природу грандиозное воздействие. Масштабы деятельности человечества
расширяются
благодаря
постоянно
растущей
численности
людей,
стремительному ускорению научно-технического воздействия на природную
среду. Современный специалист должен изучать живую природу на всех
уровнях ее организации – от клеточного до биосферного.
2. Организационно-методический раздел
Общая биология относится к дисциплинам и курсам по выбору
студента цикла общематематических и естественно-научных дисциплин.
Распределение часов согласно стандарту и учебному плану
Код
Код
дисциплины
дисциплины по
по ГОС
УП УРАО
Очная форма
ЕН.В.00
Заочная форма
ЕН.В.00
030301.65
«Психология»
Курс
заканчивается
промежуточная аттестация
выполнения реферата.
Всего
Аудит.
Сам.
часов
занятий
раб.
ЕН.В.
60
30
30
ЕН.В.
60
12
48
итоговым
экзаменом,
предполагается
в форме контрольного тестирования и
3. Тематический план
Примерный тематический план
для очной/заочной формы обучения
№
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.

Темы
Химические компоненты клетки
Нуклеиновые кислоты
Белки
Клеточная теория
Генетические структуры клетки
Плазматическая мембрана
Клеточные органеллы
Цитоскелет
Митохондрии
Хлоропласты
Итого
Всего
часов
6/6
6/6
6/6
6/6
6/6
6/6
6/6
6/6
6/6
6/6
60/60
Лекции
Семинары
СРС
2/2/2/2/2/1/1
1/1
1/1
1/1
1/2
15/6
1/1
1/1
1/1
1/1
1/1
2/2/2/2/2/1
15/6
3/5
3/5
3/5
3/5
3/5
3/5
3/5
3/5
3/5
3/3
30/48
Количество часов в примерном тематическом плане корректируется в соответствии с действующими
учебными планами
РАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА
ДИСЦИПЛИНЫ
«ОБЩАЯ БИОЛОГИЯ»
(для студентов, обучающихся по специальности
030301.65 «Психология»)
4. Основное содержание учебного курса
Раздел 1. Молекулярные основы функционирования клеток.
Тема 1. Химические компоненты клетки.
Основа клеточной химии – соединения углерода. Четыре основных типа
молекул: сахара, жирные кислоты, аминокислоты, нуклеотиды.
Контрольные вопросы
1. Сахара как пища для клеток.
2. В состав каких клеточных структур входят жирные кислоты?
3. Назовите известные вам аминокислоты.
4. В состав каких молекул входят нуклеотиды?
Тема 2. Нуклеиновые кислоты.
Структура нуклеотидов. ДНК и РНК. Строение ДНК. Двойная спираль как
основа хранения и воспроизводства информации. Репликация ДНК.
Мутации.
Виды
РНК.
Транскрипция.
Синтез
белка
(трансляция).
Генетический код.
Контрольные вопросы
1. Центральная догма молекулярной биологии.
2. Какова функция транспортной РНК?
3. Что такое кодон?
Тема 3. Белки.
Классификация. Функции. Аминокислотная последовательность и первичная
структура. Вторичная структура белка. Третичная структура. Фибриллярные
и глобулярные белки. Четвертичная структура. Аллостерические белки.
Ферменты. Природа ферментативного катализа.
Миоглобин и гемоглобин. Сигнальные пептиды (нейропептиды).
Антитела и интерферон – защитные белки. Иммунокомпетентная система
организма.
Контрольные вопросы
1. Что такое фибриллярные и глобулярные белки?
2. Что такое коферменты?
3. Почему конформация белка определяет его химические свойства?
4. Что такое ферментативные реакции?
5. Какие клетки вырабатывают антитела?
Раздел 2. Строение клетки
Тема 4. Клеточная теория.
Клетка – элементарная единица живого. Методы исследования клеток.
Прокариоты. Эукариоты. Неклеточные формы жизни – вирусы. Четыре
основные ткани организма животных.
Контрольные вопросы
1. Основные положения клеточной теории.
2. Как изучают клетку?
3. Что такое культура ткани?
4. Какие организмы относятся к прокариотам?
Тема 5. Генетические структуры клетки.
Морфология ядра. Структура хроматина. Клеточный цикл. Митоз. Мейоз.
Диплоидный и гаплоидный наборы хромосом. Полиплоидия. Морфология
хромосом. Кариотип человека.
Основные
понятия
генетики:
ген,
аллель,
генотип,
фенотип,
доминантный и рецессивный типы наследования. Законы Менделя.
Морфология ядрышка. Ядрышко – источник рибосом. Строение рибосом.
Множественность рибосомных генов.
Контрольные вопросы
1. Современные представления о структуре гена.
2. В каких клетках содержится гаплоидный набор хромосом?
3. Приведите примеры полиплоидии.
4. Что такое дифференциальное окрашивание хромосом?
Тема 6. Плазматическая мембрана.
Мембранный принцип организации клетки. Клеточные мембраны как
регуляторы
метаболизма.
Мембранные
белки
–
периферические
и
интегральные.
Гликопротеины.
Гликолипиды.
Гликокаликс.
Барьерно-
транспортная функция плазматической мембраны. Мембранные рецепторы.
Контрольные вопросы
1. Какова структура клеточной мембраны?
2. В чем заключается рецепторная роль плазмалеммы?
3. Что такое гликокаликс?
4. Что такое микроворсинки?
Тема 7. Клеточные органеллы.
Гранулярный эндоплазматический ретикулум. Аппарат Гольджи. Лизосомы.
Гладкий эндоплазматический ретикулум.
Контрольные вопросы
1. Как происходит синтез секретируемого белка?
2. Какова функция гладкого эндоплазматического ретикулума?
3. Что такое лизосомные болезни?
Тема 8. Цитоскелет.
Мышечное
сокращение.
Актиновые
филаменты.
Промежуточные
филаменты. Микротрубочки. Реснички и жгутики. Центриоль.
Контрольные вопросы
1. Какие белки участвуют в мышечном сокращении?
2. Как клетка движется?
3. Какова роль микротрубочек в клетке?
4. Какие функции в клетке выполняет центриоль?
Раздел 3. Основы биоэнергетики
Тема 9. Митохондрии.
АТФ – универсальная энергетическая валюта клеток. Гликолиз.
Морфология
митохондрий.
Клеточное
дыхание.
Хемиосмотическое
сопряжение. Синтез АТФ в митохондриях. Геном митохондрий.
Контрольные вопросы
1. Что такое окислительное фосфорилирование?
2. Роль мембран в образовании и транспорте биологической энергии в
клетке.
3. Какова функция АТФ-синтетазы?
Тема 10. Хлоропласты.
Морфология хлоропластов. Хлорофилл. Световые и темновые стадии
фотосинтеза. Образование углеводов из углекислого газа и воды.
Контрольные вопросы
1. Что такое тилакоиды?
2. Какова функция хлорофилла?
3. Чем отличаются световые и темновые стадии фотосинтеза?
5. Тематика и содержание семинарских и практических занятий
Семинар № 1
Основные генетические механизмы
Центральная догма молекулярной биологии: ДНК – РНК – белок.
Синтез РНК – транскрипция. Строение рибосомы. Синтез белка –
трансляция. Генетический код.
Семинар № 2
Иммунная система
Понятие об иммунитете. История развития иммунологии.
Понятие об антигенах. Гуморальный и клеточный иммунитет.
Строение и происхождение антител. Иммунологическая память. Первичный
и вторичный иммунный ответ. Зачем мы делаем прививки? Аллергия.
Аутоиммунные реакции.
Семинар № 3
Четыре основные ткани организма животных
Эпителий. Характеристика эпителиальной ткани. Функции покровного
и выстилающего эпителия. Понятие о секреции. Экзокринные и эндокринные
железы.
Соединительная ткань. Характеристика соединительной ткани. Рыхлая
соединительная ткань.
Мышечная ткань. Поперечнополосатые (произвольные) мышцы.
Сердечная мышца. Гладкая мускулатура.
Нервная ткань. Строение нейрона. Разнообразие нейронов. Нейроглия.
Семинар № 4
Основы генетики
Основные понятия генетики: ген, аллель, генотип, фенотип,
доминантный и рецессивный типы наследования. Законы Менделя. Неполное
доминирование. Анализирующее скрещивание. Наследование, сцепленное с
полом.
Семинар № 5
Функции плазматической мембраны
Барьерно-транспортная функция плазматической мембраны. Перенос
малых молекул через мембрану: мембранные транспортные белки, активный
транспорт.
Перенос через мембрану макромолекул и частиц: экзоцитоз и эндоцитоз.
Рецепторная функция плазматической мембраны. Мембранные белкирецепторы. Механизм взаимодействия гормонов с клетками. Синапс.
Синаптическая передача. Нейромедиаторы.
Семинар № 6
Цитоскелет
Микрофиламенты. Движение клеток. Мышечное сокращение. Актин и
миозин.
Микротрубочки. Внутриклеточное движение. Аксонный транспорт.
Веретено деления. Реснички и жгутики.
Семинар № 7
Митохондрии
Автотрофы и гетеротрофы. АТФ – универсальная энергетическая
валюта клеток. Окислительное фосфорилирование. Клеточное дыхание.
Мембранный потенциал. Хемиосмотическое сопряжение. АТФ-синтетаза.
Синтез АТФ в митохондриях.
5. Перечень вопросов к итоговому контролю
6.1. Перечень вопросов к контрольной работе
1. Двойная спираль ДНК как основа хранения и воспроизведения
информации.
2. Синтез РНК и белка. Генетический код.
3. Структура белка. Аллостерические белки.
4. Гемоглобин и миоглобин, их физиологическая роль в организме.
5. Иммунная система организма.
6. Четыре основные ткани организма животных.
7. Митоз и мейоз.
8. Морфология хромосом. Кариотип человека.
9. Законы Менделя.
10. Плазматическая мембрана.
11. Строение цитоскелета.
12. Структура митохондрий и окислительное фосфорилирование.
13. Структура хлоропластов и фотосинтез.
6.2.Перечень вопросов к экзамену
1. Строение и репликация ДНК.
2. Строение РНК. Виды РНК. Транскрипция.
3. Строение рибосомы и синтез белка.
4. Генетический код. Транскрипция и трансляция.
5. Строение белка.
6. Ферменты. Аллостерические белки.
7. Миоглобин и гемоглобин.
8. Сигнальные пептиды (нейропептиды).
9. Гуморальный и клеточный иммунитет.
10.Строение и происхождение антител.
11.Иммунологическая память. Первичный и вторичный иммунный ответ.
12.Гликопротеины и гликолипиды.
13.Основные положения клеточной теории.
14.Методы исследования клеток.
15.Четыре основные ткани организма животных.
16.Морфология ядра. Структура хроматина.
17.Клеточный цикл.
18.Митоз.
19.Мейоз.
20.Диплоидный и гаплоидный наборы хромосом. Полиплоидия.
21.Морфология хромосом. Кариотип человека.
22.Основные понятия генетики.
23.Законы Менделя.
24.Структура и функция ядрышка.
25.Строение клеточной мембраны. Гликокаликс.
26.Барьерно-транспортная функция плазмалеммы.
27.Рецепторная функция плазмалеммы.
28.Строение и функции гранулярного эндоплазматического ретикулума.
29.Строение и функции гладкого эндоплазматического ретикулума.
30.Строение и функции аппарата Гольджи.
31.Строение и функции лизосом.
32.Основные элементы цитоскелета и их функции.
33.Строение и функции ресничек и жгутиков.
34.Строение и функции центриоли.
35.Строение и функции митохондрий.
36.Клеточное дыхание.
37.Окислительное фосфорилирование.
38.Геном митохондрий.
39.Строение и функции хлоропластов.
40.Хлорофилл и его роль в фотосинтезе.
Список рекомендуемой учебной литературы.
Список основной учебной литературы:
1. Билич Г.Л., Крыжановский В.А. Биология. Полный курс . В 3-х т. М.:
«Оникс». 2002.
2. Общая биология: Учебник / Л.В Высоцкая, С.М. Глаголев, Г.М.
Дымшиц и др.; Под ред. В.К. Шумного и др. – 3-е изд., перераб. – М.:
Просвещение, 2001. – 462 с.
3. Захаров В.Б. и др. Общая биология: Учебник
/ В.Б.Захаров,
С.Г.Мамонтов, Н.И. Сонин. 4-е изд., стереотип. – М.: «Дрофа». 2001. –
624 с.
4. Биологияя. В 2 кн.:Учебник. / В.Н.Ярыгина и др. – М.: Высш. шк.,
2003. – 432 с. (Гриф).
Список дополнительной учебной литературы:
1. Резанова Е.А.,Антонова И.П.,Резанов А.А., Биология человека. В
таблицах и схемах. М.: «Издат-школа».2000.
2. Казимеж Греб. Шеренга великих биологов. – Наша Ксенгария. 1971.