РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ для специальности 2201

177
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
БИОЛОГИЯ
для специальности 2201
«Вычислительные машины, комплексы, системы и сети»
Составлена в соответствии с Государственными
требованиями к минимуму содержания и уровню
подготовки выпускника по специальности 2201
”Вычислительные машины, системы и сети”
178
1. Пояснительная записка
Программа предусматривает изучение теоретических и прикладных основ биологии. В ней отражены задачи, стоящие в настоящее время перед биологической наукой, решение которых направлено на сохранение окружающей
среды и здоровья человека.
Изучение данного курса должно основываться на знаниях, полученных
учащимися при изучении биологических дисциплин в школе, а также приобретенных на уроках химии, физики, истории, экономической и социальной
географии. Сам предмет является базовым для ряда дисциплин.
В программе дается примерное распределение материала по разделам и
темам, сформулированы основные понятия, требования к знаниям и умениям
учащихся.
Начинается курс с изучения клетки, затем рассматривается организм и
присущие ему закономерности. Затем изучаются надорганизменные системы:
вид, популяция, биоценоз, биосфера. На базе цитологических и генетических
знаний изучаются вопросы эволюции. Таким образом, курс «Общая биология» раскрывает систему общебиологических знаний на более высоком теоретическом уровне.
В результате изучения дисциплины обучающиеся должны
знать:
- особенности жизни как формы существования материи;
- роль физических и химических процессов в живых системах различного
иерархического уровня организации;
- фундаментальные понятия о биологических системах, сущность процессов обмена веществ, онтогенеза, наследственности и изменчивости,
основные теории биологии: клеточную, хромосомную, эволюционную,
антропогенеза;
- соотношение биологического и социального в эволюции человека;
- основные области применения биологических знаний в практике сельского хозяйства, в ряде отраслей промышленности, при охране окружающей среды и здоровья человека.
уметь:
- пользоваться знанием биологических закономерностей для объяснения
вопросов происхождения и развития жизни на Земле, а так же различных групп растений, животных, человека;
- давать аргументированную оценку новой информации по биологическим вопросам;
- решать генетические задачи, составлять родословную, строить вариационный ряд на растительном материале;
- выявлять ароморфозы и идиоадаптации у растений и животных, приспособленность их к среде обитания;
- достраивать двойную спираль ДНК;
- работать с учебной и научно – популярной литературой
- составлять план, конспект, реферат, владеть языком предмета.
179
2. Тематический план
Наименование разделов и тем
1
Введение
Раздел 1. Клетка структурная и
функциональная единица живого
1.1 Химический состав клетки
1.2 Строение и функции клетки
1.3 Обмен веществ и превращение
энергии в клетке
Раздел 2. Размножение и индивидуальное развитие организмов
2.1 Формы размножения организмов.
Деление клеток.
2.2 Эмбриональное развитие живых.
Постэмбриональное развитие.
Раздел 3. Основы генетики и селекции
3.1 Основные понятия генетики
3.2 Основные закономерности изменчивости
3.3 Селекция растений животных и
микроорганизмов
Раздел 4. Эволюционное учение
4.1 Общая характеристика биологии в
додарвиновский период.
4.2 Дарвинизм
4.3 Механизм эволюционного процесса
Раздел 5. Развитие органического
мира и происхождение человека
5.1 Возникновение жизни на Земле
5.2 Основные черты эволюции животного и растительного мира
5.3 Происхождение человека
Раздел 6.Основы экологии и учения
о биосфере
Количество аудиторных часов при
очной форме
обучения
Самостоятельная
рабоЛаб. Практ
та
ра- . занякурботы
тия
санта
4
5
6
Максимальная
учебная
нагрузка
курсанта,
час
Всего
2
1
3
1
8
7
10
6
5
8
2
2
2
8
6
2
2
2
10
6
8
4
2
2
8
6
2
2
2
6
10
4
8
2
2
2
6
2
4
2
8
6
2
180
6.1 Жизнь в сообществах
6.2 Экосистемы
6.3 Понятие о биосфере влияние деятельности человека на биосферу
Всего по предмету
3
2
2
2
2
2
1
101
78
23
3. Содержание учебной дисциплины
Введение
Разнообразие живых организмов и общие основы жизни. Основные признаки живого. Уровни организации живого: молекулярный, клеточный, органно- тканевый, организменный, популяционно – видовой, биоценотический,
биосферный. Методы изучения биологии. Значение биологической науки для
познания природы, использования в сельском хозяйстве, промышленности,
медицине, гигиене, для охраны природы.
Раздел 1. Клетка - структурная и функциональная единица живого
Тема 1.1. Химический состав клетки.
-
-
Знать:
основные соединения клетки;
биологическую роль воды и неорганических элементов клетки;
особенности строения и функции органических соединений клетки: белков,
липидов, углеводов, нуклеиновых кислот, АТФ.
Уметь:
составлять белки из аминокислот;
составлять молекулу ДНК из нуклеотидов;
достраивать двойную спираль ДНК используя принцип комплиментарности.
Клеточное строение организмов всех царств живой природы. Химический состав клетки. Неорганические и органические вещества клетки, их
функции. Вода, ее роль в клетках.
Углеводы, жиры, липиды, особенности их строения, свойства. Белки.
Аминокислоты. Структуры белковой молекулы. Функции белков в клетке.
Роль и многообразие ферментов.
Нуклеиновые кислоты. Нуклеотиды. Структура ДНК. Механизм самоудвоения ДНК. РНК, ее виды. Структура и роль в клетке АТФ. Гормоны, их
функции.
1.2. Строение и функции клетки.
181
Тема 1.2. Строение и функции клетки
-
Знать:
основные положения клеточной теории;
строение и функции клеток;
особенности строения растительной, животной, грибной, бактериальной
клеток;
особенности органоидов цитоплазмы в связи с выполняемыми функциями;
особенности строения эукариотических и прокариотических клеток;
особенности строения вирусов.
Уметь:
сравнивать различные клетки;
выявлять зависимость между строением органоида и выполняемой им
функцией.
Клетка – элементарная единица живого. Методы изучения клетки. Клеточная теория, ее основные положения.
Строение клетки. Основные компоненты клетки. Плазматическая мембрана, ее строение и функции. Органоиды цитоплазмы: митохондрии, ЭПС,
пластиды, лизосомы, комплекс Гольджи, клеточный центр, органоиды движения, включения. Особенности их строения и функции. Строение и функции
ядра. Особенности строения клеток эукариот и прокариот. Разнообразие строения клеток бактерий, грибов, растений, животных. Вирусы – неклеточные
формы жизни. Вирус СПИДа.
Тема 1.3. Обмен веществ и превращение энергии в клетке
Знать:
- особенности протекания пластического и энергетического обмена веществ;
- фазы фотосинтеза, особенности каждой из них;
- этапы расщепления глюкозы и биосинтеза белка;
- основные достижения генной инженерии и биотехнологии.
Уметь:
- строить молекулу и - РНК по молекуле ДНК;
- Строить молекулу белка по молекуле и – РНК, используя таблицу генетического кода.
Обмен веществ и превращение энергии в клетке. Энергетический обмен,
его основные этапы. Участие ферментов, АТФ. Отличительные особенности
процессов дыхания и горения.
Пластический обмен. Автотрофы и гетеротрофы. Фотосинтез, его фазы.
Роль хлорофилла. Результаты фотосинтеза. Космическая роль зеленых растений. Хемосинтез, его значение в природе.
Биосинтез белков. Ген, его границы. Матричный принцип работы генов.
Генетический код, его свойства. Этапы биосинтеза белка: транскрипция,
трансляция, сборка. Роль ДНК, и- РНК, т- РНК, р- РНК, АТФ, ферментов в
182
биосинтезе белка. Взаимосвязь пластического и энергетического обмена в
клетке.
Раздел 2. Размножение и индивидуальное развитие организмов
Тема 2.1. Формы размножения организмов. Деление клеток
-
Знать:
различные формы размножения организмов;
особенности полового и бесполого размножения;
фазы митоза и мейоза. Их биологическое значение.
Уметь:
сравнивать процессы митоза и мейоза;
различать различные хромосомные наборы клеток.
Формы размножения организмов. Бесполое и половое размножение. Деление эукариотической клетки. Подготовка клетки к делению. Характеристика
хромосомного набора клеток. Гаплоидные, диплоидные и полиплоидные клетки. Клеточный цикл. Интерфаза. Митоз, его фазы. Биологическое значение
митоза.
Половые клетки, их образование и развитие. Сущность мейоза, его биологическое значение. Оплодотворение. Сущность двойного оплодотворения
цветковых растений. Биологическое значение бесполого и полового размножения.
Тема 2.2. Эмбриональное и постэмбриональное развитие животных
Знать:
- особенности эмбрионального и постэмбрионального развития;
- основные стадии эмбрионального развития.
Уметь:
- обосновывать вредное воздействие факторов внешней среды на онтогенез;
- устанавливать зависимость между зародышевыми листками и органами,
которые из них образуются.
Онтогенез и его этапы. Стадии онтогенеза: зигота, бластула, гаструла,
органогенез у многоклеточных организмов. Зародышевые листки: эктодерма,
энтодерма, мезодерма. Эмбриональное и постэмбриональное развитие организмов. Разнообразие форм онтогенеза. Влияние факторов среды на онтогенез.
Вредное действие алкоголя, курения, наркотиков на онтогенез человека. Влияние человека на онтогенез диких животных и растений, на их размножение.
Раздел 3. Основы генетики и селекции
Тема 3.1. Основные закономерности наследственности
Знать:
- основные понятия генетики;
183
- законы Г. Менделя и Т. Моргана;
- хромосомную теорию наследственности.
Уметь:
- решать задачи на моно- и дигибридное скрещивание;
- решать задачи на генетику пола.
Генетика как наука. Понятие о наследственности и изменчивости. Генетические эксперименты Г. Менделя. Гибридологический метод. Моногибридное скрещивание. Правило единообразия гибридов первого поколения. Первый закон Менделя ( закон расщепления). Доминантные и рецессивные признаки. Аллельные гены. Гомозиготы и гетерозиготы. Генотип и фенотип. Анализирующее скрещивание.
Дигибридное скрещивание. Второй закон Менделя (закон независимого
наследования), его цитологические основы. Хромосомная теория наследственности. Принцип чистоты гамет.
Сцепленное наследование генов. Группы сцепления. Нарушение сцепления. Перекрест хромосом. Генетика пола. Половые хромосомы и аутосомы.
Наследственные болезни, сцепленные с полом у человека.
Тема 3.2. Основные закономерности изменчивости
Знать:
- особенности ненаследственной и наследственной изменчивости;
- закон гомологических рядов наследственной изменчивости;
- влияние среды на наследственность человека.
Уметь:
- строить вариационный ряд и кривую изменчивости признака;
- решать задачи на группы крови;
- составлять родословные.
Связь между генами и признаками. Влияние внешних условий на формирование фенотипа. Норма реакции. Модификационная изменчивость. Вариационный ряд модификационной изменчивости.
Мутационная изменчивость. Геномные, хромосомные и генные мутации, их причины. Закон гомологических рядов наследственной изменчивости
Н. И. Вавилова. Значение мутаций для жизнеспособности особей. Опасность
загрязнения природной среды мутагенами.
Наследственные болезни человека, их предупреждение. Вредное влияние алкоголя, никотина, наркотиков на наследственность человека.
Тема 3.3. Селекция растений, животных и микроорганизмов
Знать:
- особенности селекции животных, растений и микроорганизмов;
- основные методы селекции;
184
- вклад Н.И. Вавилова в развитие селекции.
Уметь:
- приводить примеры животных и растений, полученных методом отдаленной
гибридизации;
- охарактеризовывать центры происхождения культурных растений.
Селекция. Генетика как научная основа селекции. Вклад Н. И. Вавилова
в развитие селекции. Учение Н. И. Вавилова о центрах многообразия и происхождения культурных растений.
Основные методы селекции: гибридизация и искусственный отбор. Особенности селекции растений. Самоопыление перекрестноопыляемых растений. Гетерозис. Полиплоидия. Отдаленная гибридизация. Искусственный мутагенез. Особенности селекции животных. Типы скрещивания и методы разведения. Метод анализа наследственно ценных признаков у животных – производителей. Отдаленная гибридизация у животных. Роль селекции в сохранении видового разнообразия органического мира. Селекция бактерий и грибов,
ее значение для микробиологической промышленности. Методы генной и клеточной инженерии, их достижения и перспективы.
Раздел 4. Эволюционное учение
Тема 4.1. Общая характеристика биологии в додарвиновский период
-
Знать:
особенности развития биологии в додарвиновский период;
сущность метафизического мировоззрения;
вклад К. Линнея в развитие биологии.
Уметь:
доказывать несостоятельность метафизического мировоззрения;
объяснять механизм протекания эволюции по Ламарку.
Метафизический период в истории биологии. К. Линней, его вклад в
развитие естественных наук. Первое эволюционное учение Ж. Б. Ламарка.
Идеалистические и материалистические элементы учения.
Тема 4.2. Дарвинизм
-
Знать:
биографию Ч. Дарвина;
основные положения теории эволюции.
Уметь:
объяснять происхождение видов с материалистических позиций;
объяснять невозможность отбора в чистых линиях;
сравнивать классический дарвинизм и синтетическую теорию эволюции
185
Ч. Дарвин – создатель материалистической теории эволюции. Жизнь и
труды, основные положения теории Ч. Дарвина. Движущие силы эволюции:
борьба за существование, наследственная изменчивость, естественный отбор.
Изменчивость домашних животных и культурных растений. Искусственный
отбор и его роль в создании новых форм.
Подтверждение взглядов Ч. Дарвина при развитии генетики. Невозможность отбора в чистых линиях. Запас и природа изменчивости в популяциях.
Синтетическая теория эволюции.
Тема 4.3. Механизм эволюционного процесса
-
Знать:
основные факторы эволюции;
особенности протекания макроэволюции и микроэволюции;
результаты протекания эволюции.
Уметь:
сравнивать действие естественного и искусственного отбора;
объяснять механизм возникновения приспособленности;
объяснять механизм видообразования;
приводить примеры ароморфозов, идиоадаптаций, общих дегенераций у
живых организмов;
описывать растения различных местообитаний.
Естественный отбор как фактор эволюции. Формы естественного отбора: движущий и стабилизирующий отбор. Сравнение естественного и искусственного отборов. Приспособленность как результат действия естественного
отбора. Относительный характер приспособленности. Борьба за существование, ее формы.
Вид, его критерии. Популяционная структура вида. Популяция – единица эволюции.
Микроэволюция. Причины изменения генофонда популяций: мутационный процесс, дрейф генов, популяционные волны, изоляция, естественный отбор. Связь между популяциями – механизм поддержания единства вида. Влияние деятельности человека на микроэволюционные процессы в популяциях.
Образование видов в природе. Видообразование, его формы. Роль изоляции в
видообразовании. Формы изоляции.
Макроэволюция. Отражение хода эволюции в систематике растений и
животных. Доказательства макроэволюционного процесса. Результаты эволюции: приспособленность, многообразие видов. Значение теории эволюции для
развития естествознания.
Главные направления эволюции: ароморфоз, идиоадаптация, общая дегенерация. Соотношение направлений эволюции. Биологический прогресс и
регресс.
Раздел 5. Развитие органического мира и происхождение человека
186
Тема 5.1. Возникновение жизни на Земле
-
Знать:
основные положения теорий биогенеза и абиогенеза;
суть опытов Ф. Реди , Л. Пастера, Миллера;
современные теории происхождения жизни.
Уметь:
доказывать несостоятельность самопроизвольного зарождения жизни;
объяснять происхождение жизни с различных позиций.
Донаучные представления о самозарождения жизни. Опыты Ф. Реди и
Л. Пастера. Гипотезы возникновения жизни на Земле. Этапы химической эволюции: возникновение макромолекул, надмолекулярных структур, зарождение
обмена веществ, возникновение матричного синтеза как основы наследственности.
Тема 5.2. Основные черты эволюции животного и растительного мира
-
Знать:
названия эр и периодов в развитии жизни на Земле;
ароморфозы, произошедшие в каждой эре;
принципы современной систематики.
Уметь:
объяснять происхождение отдельных систематических групп растений и
животных;
сравнивать естественную и искусственную систематику;
выявлять преимущества более высокоорганизованных организмов по сравнению с менее организованными.
Архейская эра. Гетеротрофность живых организмов. Ароморфозы архея.
Раннее возникновение фотосинтеза и биологического круговорота веществ.
Усложнение жизни в протерозое. Эволюция от прокариот к эукариотам.
Появление многоклеточных организмов. Влияние живых организмов на газовый состав атмосферы, образование осадочных пород, формирование первичной почвы.
Палеозойская эра. Освоение растениями суши в палеозойскую эру. Основные черты приспособленности наземных растений. Эволюция наземных
растений. Освоение суши животными. Основные черты, приспосабливающие
животных к наземному образу жизни. Древние кистеперые рыбы как предки
земноводных. Происхождение пресмыкающихся и их адаптивные особенности.
Мезозойская эра. Развитие жизни в мезозое. Расцвет голосеменных растений. Появление покрытосеменных растений. Черты их усложнения. Разнообразие пресмыкающихся. Появление птиц и млекопитающих, их особенно-
187
сти. Переходные формы: археоптерикс, амбиортус, зверозубый ящер. Вымирание ряда форм в конце мезозоя.
Кайнозойская эра. Основные пути эволюции растительного и животного
мира в кайнозое. Расцвет покрытосеменных растений, птиц, млекопитающих.
Появление человека, влияние человеческой деятельности на природу Земли.
Тема 5.3. Происхождение человека
-
Знать:
основные факторы эволюции человека;
основные стадии антропогенеза;
о несостоятельности расизма и социального дарвинизма.
Уметь:
выявлять черты сходства и различия в строении человека и животных;
объяснять несостоятельность расизма и социального дарвинизма.
Ч. Дарвин о происхождении человека. Доказательства происхождения
человека от животных. Морфоанатомические особенности человека. Антропогенез. Движущие силы антропогенеза: социальные и биологические. Речь как
средство общения у человека. Отличительные особенности человеческого общества: развитие социальных отношений и культуры. Роль труда и обучения
(негенетической наследственности) в создании культуры. Взаимосвязь социальных и биологических факторов эволюции человека.
Стадии эволюции человека: предшественники людей, древнейшие люди,
древние люди, первые современные люди, их особенности.
Человеческие расы, их происхождение. Человек разумный как единый
биологический вид.
Раздел 6. Основы экологии и учения о биосфере
Тема 6.1. Жизнь в сообществах
-
Знать:
понятие экологии как науки;
основные экологические факторы среды, их влияние на живые организмы;
сезонные изменения в живой природе, их причины;
проблемы рационального использования видов;
основные экологические характеристики вида и популяции.
Уметь:
приводить примеры действия экологических факторов на живые организмы;
давать экологическую характеристику вида и популяции;
устанавливать взаимосвязи в живой природе.
188
Экология как наука о связях организмов с окружающей средой. Основные понятия и законы экологии. Организм и окружающая среда. Экологические факторы: абиотические, биотические, антропогенные. Приспособленность организмов к экологическим факторам среды. Сезонные изменения в
природе и приспособленность к ним организмов. Фотопериодизм. Воздействие антропогенных факторов на организм. Вид – основная систематическая
единица. Разнообразие видов животных и растений. Редкие виды. Охраняемые
виды. Проблемы рационального использования видов.
Популяция – структурная единица вида. Состав популяций и взаимоотношения ее особей. Основные характеристики популяций: численность, плотность, рождаемость, смертность, возрастная и половая структуры. Рост численности популяций. Причины массового размножения видов. Регулирование
численности популяций как основа рационального использования видов.
Красная книга.
Тема 6.2. Экосистемы
-
Знать:
особенности экосистем и биоценозов;
законы функционирования и состав экосистем;
естественные и искусственные экосистемы;
особенности саморазвития экосистем.
Уметь:
изображать графически цепи питания;
устанавливать связи в биогеоценозах;
сравнивать искусственные и естественные биоценозы;
приводить примеры симбиоза, конкуренции, паразитизма, нейтрализма.
Биоценоз. Разнообразие популяций разных видов в биоценозе. Пищевые,
пространственные связи между организмами. Типы межвидовых взаимодействий: конкуренция, симбиоз, нейтрализм, комменсализм, паразитизм, хищничество.
Организмы – производители, разрушители, потребители. Цепи питания.
Трофический уровень. Правило экологической пирамиды. Правило 10 %. Круговорот веществ и поток энергии. Изменения в биогеоценозах, саморегуляция.
Биоценозы естественные и искусственные (агроценозы). Смена биогеоценозов. Охрана биогеоценозов. Понятие экосистемы. Необходимые составляющие
экосистемы. Обратимые и необратимые изменения в экосистемах. Сукцессии.
Тема 6.3. Понятие о биосфере. Влияние деятельности человека на биосферу
Знать:
- определение « биосфера», ее границы;
- особенности биомассы суши, Мирового океана, почвы;
- влияние деятельности человека на биосферу;
189
- особенности круговорота веществ и энергии в биосфере.
Уметь:
- объяснять влияние хозяйственной деятельности человека на биосферу;
- объяснять принципы обратных связей в природе.
Понятие обиосфере. Учение В. И. Вернадского о биосфере. Границы
биосферы. Биомасса суши, океана, почвы. Роль живого вещества в круговороте веществ и превращении энергии. Значение круговорота веществ для существования биосферы, роль солнечной энергии и растений в этом процессе.
Влияние хозяйственной деятельности человека на биосферу. Нарушение в
биосфере, вызываемые хозяйственной деятельностью человека. Угроза глобальных экологических катастроф. Сохранение равновесия в биосфере. Экология как научная основа выхода из глобальных кризисов. Роль экологического сознания в дальнейшем развитии человеческого общества.
4. Перечень рекомендуемой литературы.
4.1. Основная литература:
1. Общая биология под ред. Д.К. Беляева, Г.М. Дымшица. М., Просвещение,
2002
4.2. Дополнительная литература:
1. Мамонтов С.Г. Общая биология. М.: 1996.
2. Общая биология.10-11 класс./ Под ред. Чл. Кор.АН Ю.И. Полянского. М.:
Просвещение,1988.