Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

'Публичный отчет'
Защита состоится 2009 года в 1515 на заседании Диссертационного совета Д501.001.18 при Московском Государственном Университете им. М.В. Ломоносова по...полностью>>
'Документ'
Одна из крупнейших в мире общественных благотворительных организаций, более 40 лет работающая для охраны природы на всей планете. Ежегодно WWF осущес...полностью>>
'Обзор'
1. Обзорная экскурсия по Атланте (4 часа).  Атланта – столица штата Джорджии с 1877 и сегодня один из самых быстрорастущих городов США с численностью ...полностью>>
'Документ'
Под населением в МП и различных правовых системах понимается совокупность людей, проживающих на территории и подчиненных его юрисдикции. Население лю...полностью>>

Программа курса " Введение в биологию"

Главная > Программа курса
Сохрани ссылку в одной из сетей:

Приложение 1.3.1-3

Программа курса

Введение в биологию”

для студентов биолого-почвенного факультета СПбГУ

52 часа лекций

Авторы программы:

чл.-корр. РАН, д.б.н. проф. С.Г.Инге-Вечтомов,

к.б.н., доц. О.Ю.Семенов,

к.б.н., доц. О.Н.Тиходеев,

д.б.н. проф. П.Я.Шварцман

Тема 1. Структура научного метода (1 ч).

  1. Способы получения новых знаний: интуиция и наука. Воспроизводимость результатов как основа научного метода. Деление наук на естественные, гуманитарные и точные. Условность этого деления.

  2. Структура научного метода. Постановка и формулирование проблемы. Выбор модели. Сбор фактов (наблюдение). Формулирование гипотез и их проверка (эксперимент). Понятие о контрольных и опытных вариантах эксперимента. Количественная оценка (сравнение) результатов, их статистическая обработка. Использование научного анализа и синтеза. Путь от гипотез к научной теории. Постепенная эволюция научных теорий.

  3. Система научного знания. Взаимосвязь прогресса в различных науках. Соотношение науки и культуры, естественно-научного и гуманитарного образования.

Тема 2. Что такое жизнь? (2 ч).

  1. Предмет биологии как естественной науки. Понятие “жизнь”. Основные отличия живого от неживого: обмен веществ и энергии (питание, дыхание, выделение), чувствительность и авторегуляция, смертность, способность к размножению, наследственная изменчивость. Клеточное строение живого. Живые объекты как открытые системы. Термодинамика открытых систем.

  2. Невозможность строгого определения понятия “жизнь”. Относительность различий между живыми и неживыми объектами. Принципиальная возможность зарождения живого из неживого (эксперименты Велера и Миллера). Невозможность самозарождения жизни в настоящее время. “Omnis cellula e cellula”. Жизнь как “основное понятие” биологии. Неопределяемость основных понятий в других областях науки.

Тема 3. Единицы живого (5 ч).

Повторение: Сложность биологических объектов. Научный анализ и синтез в изучении биологических объектов.

  1. Основные единицы биологической дискретности: особь и клетка. Наличие особых структур, отграничивающих особь и клетку от окружающей среды.

  • Клетка. Основные компоненты клетки: клеточная мембрана, цитоплазма и генетическая информация. Понятие о про- и эукариотических клетках. Принцип компартментализации. Разнообразие клеточных органоидов. Деление клеток. Возможные трудности при вычленении клеток: водоросли, грибы, синцитии животных, плазмодии.

  • Особь = организм. Критерии организма: обособленность и неделимость. Наиболее просто устроенные особи: одноклеточные организмы. Истинная многоклеточность. Размножение особей. Непрерывный ряд поколений. Эволюция как непрерывный процесс, основанный на размножении особей. Возможные трудности при вычленении особей (клоны и колонии, специализация особей в составе одной колонии).

  1. Синтетические единицы в биологии.

  • Таксономические категории. Основные задачи классификации (систематики). Сравнение организмов. Проблема выбора существенных для сравнения признаков. Таксономическая категория как совокупность организмов, имеющих определенную степень сходства (родства). Иерархия таксономических категорий: вид, род, семейство, отряд, класс, тип, царство. Условность таксономических категорий.

  • Естественные группировки организмов. Разнообразие взаимоотношений между организмом и средой обитания. Абиотические и биотические факторы внешней среды. Совместное обитание (симбиоз) организмов: мутуализм, кооперация комменсализм, хищничество и паразитизм, аменсализм, конкуренция. Популяция как естественная внутривидовая группировка. Биоценоз как естественная межвидовая группировка. Структура биоценоза: понятие о продуцентах, консументах и редуцентах. Пищевые цепи, сети и пирамиды. Динамическая стабильность (авторегуляция) биоценозов. Сукцессия. Климаксовые биоценозы. Необратимые изменения биоценозов. Условность вычленения внутривидовых и межвидовых группировок.

  1. Единицы строения многоклеточных организмов. Специализация клеток в многоклеточном организме. Сравнение клеток одной особи по их признакам.

  • Ткани как совокупности клеток, сходных по строению и выполняемым функциям. Основные типы тканей животных и растений.

  • Органы: многотканевые структуры, обеспечивающие выполнение общей функции.

  • Системы органов (у животных).

Взаимосвязанность всех тканей и органов в пределах особи.

Тема 4. Принцип структурно-функционального соответствия

в организации живого (2 ч)

Повторение: Сложность живых объектов. Возможности научного анализа и синтеза. Единицы строения многоклеточных организмов.

  1. Принцип разделения функций в организации живого. Многоклеточный организм как иерархия специализированных структур (системы органов, органы, ткани, отдельные клетки). Клетка как иерархия специализированных структур (органоиды, молекулярные комплексы, отдельные молекулы).

  2. Принцип структурно-функционального соответствия. Невозможность выполнения функции при отсутствии соответствующих структур. Сходные требования к структурам, выполняющим похожие функции (на примере органов, служащих у различных животных для измельчения пищи). Структурно-функциональное соответствие на молекулярном уровне.

  3. Признак как результат выполнения функции. Понятие о биологическом признаке. Сложные признаки. Элементарные признаки как результат выполнения элементарных биологических функций. Изучение элементарных биологических функций через элементарные признаки. Понятие о генах и фенах.

Тема 5. Молекулярные основы жизни (4 ч).

Повторение: Принцип структурно-функционального соответствия. Элементарные биологические функции.

  1. Разнообразие органических веществ (биомолекул). Основные классы биомолекул: жиры, углеводы, белки и нуклеиновые кислоты. Связь между строением молекулы и ее биологическими функциями.

  2. Жиры: особенности строения и основные биологические функции.

  3. Углеводы: особенности строения и основные биологические функции. Моно-, ди- и полисахариды.

  4. Белки. Полимерное строение белков. Аминокислоты и их разнообразие. Причинно-следственные взаимоотношения между первичной, вторичной, третичной и четвертичной структурой белка. Функциональное разнообразие белков. Значение белков-ферментов. Конформационные изменения молекулы белка, их адаптивная роль. Невозможность биосинтеза белка в отсутствие генетической информации.

  5. Нуклеиновые кислоты. Полимерное строение нуклеиновых кислот. Нуклеотиды. Строение нуклеотида: азотистое основание, (дезокси)рибоза, фосфатная группа. Комплементарное взаимодействие нуклеотидов. Типы нуклеиновых кислот:

  • ДНК. Строение двунитевой молекулы. Возможность диссоциации и реассоциации комплементарных нитей. Репликация ДНК как матричный процесс. Молекулярные системы, обеспечивающие точность репликации. Неизбежность ошибок репликации.

  • РНК: Особенности строения и нуклеотидного состава.

Тема 6. Как формируются признаки организма? (8 ч).

Повторение: Элементарные признаки как результат выполнения элементарных биологических функций.

  1. Экспрессия гена. Причинно-следственная связь между генами и признаками организма. Экспрессия гена. Транскрипция и трансляция как матричные процессы. Сложность молекулярных аппаратов транскрипции и трансляции. Генетический код. Центральная догма молекулярной биологии. Миграция белка в соответствующие компартменты.

  2. Регуляция экспрессии гена. Возможность регуляции на разных этапах экспрессии. Значение и принципы транскрипционной регуляции. Понятие о транскрипционных факторах и структурных элементах промотора. Оперонная схема регуляции у прокариот. Адаптивная роль регуляции экспрессии генов.

  3. Дифференциальная экспрессия генов в процессе развития. Индивидуальное развитие многоклеточных эукариот как результат клеточной дифференцировки. Значение транскрипционной регуляции в процессах дифференцировки. Каскадный принцип транскрипционной регуляции. Как запускается транскрипционный каскад? Понятие о терминальной дифференцировке. Апоптоз. Регенерация. Аномалии развития как результат нарушения дифференцировки.

  4. Молекулярно-генетические основы биологических ответов. Биологические ответы как механизм адаптаций к постоянно меняющейся среде обитания. Система биологического ответа: рецептор, передача сигнала и собственно ответ. Рецепторы: принципы строения и функционирования. Основные способы передачи воспринятого сигнала: транскрипционные и протеинкиназные каскады. Системы быстрого и медленного биологического ответа. Преимущественное использование быстрых и медленных ответов в разных царствах живого. Нервная система как наиболее эффективное воплощение принципов быстрого ответа. Поведение и гомеостаз как система биологических ответов организма на внешние и внутренние сигналы.

Тема 7. Биология размножения (4 ч).

Повторение: Биологический смысл размножения.

  1. Основные типы размножения: бесполое и половое. Их задачи и роль в эволюции.

  2. Бесполое размножение. Деление клеток. Смертны ли клетки? Клеточный цикл. Митоз как основа бесполого размножения (у эукариот). Вегетативное размножение.

  3. Половое размножение. Оплодотворение. Основные типы оплодотворения: изогамия (морфологическая, но не физиологическая), анизогамия, оогамия. Гаметы, зигота. Мейоз как необходимое условие полового процесса. Жизненный цикл. Закономерное чередование диплоидной и гаплоидной фаз жизненного цикла. Разнообразие жизненных циклов. Зародышевая плазма и сома. Вспомогательные системы, обеспечивающие половую изоляцию.

Тема 8. Разнообразие живого (15 ч).

Повторение: Предмет и задачи классификации (систематики). Таксономические категории.

  1. Классификация живых существ. Системы искусственные и естественные. История систематики (Аристотель, Гешнер, Боэн, Рей, Линней и др.). Принципы научной классификации организмов: биномиальность и иерархичность. Таксоны. Систематика и филогения. Дивергенция и конвергенция. Гомологии и аналогии. Монофилия и полифилия. Понятие об уровне организации. Различия между понятиями “таксон” и “жизненная форма” (на примере саркодовых, жгутиконосцев, грибов, растений и других групп). Понятие о микро-, макро- и мегасистематике.

  2. Принципы построения мегасистем: исключение полифилии, оптимальная диагносцируемость, единство уровня разнообразия и обособленности таксонов одинакового ранга. Особенности организации основных клеточных аппаратов (ядерного, фотосинтетического, митохондриального, мембранного, белок-синтезирующего, двигательного), как наиболее консервативные признаки, удобные для построения мегасистем.

  3. Современные мегасистемы: взгляды Уиттэйкера, Маргелиса, Тахтаджяна, Старобогатова, Кусакина, Дроздова и др.

  4. Прокариоты:

  • Бактерии. Особенности оганизации клетки. Строение бактериального жгутика, движение. Размножение. Типы генетической рекомбинации (трансформация, конъюгация, трансдукция). Питание бактерий (автотрофы, гетеротрофы, фототрофы, хемотрофы, органотрофы, литотрофы). Основные группы бактерий (грамположительные, грамотрицательные, микоплазмы) и их таксономический статус.

  • Археи. История открытия. Особенности организации и биологии (своеобразие рибосомных и транспортных РНК, необычность строения плазматической мембраны и поверхностных слоев, экстремофильность и др.). Кренархеоты и Эвриархеоты – их таксономический статус.

  1. Эукариоты. Гипотезы симбиотического и автогенетического происхождения эукариотической клетки. Роль симбиоза в эволюции и формировании многообразия эукариот (лишайники, микоризы, кораллы, губки, погонофоры и др.).

  • Протисты – эукариотические организмы на клеточном уровне организации. Особенности строения (формообразующие и опорные элементы, жгутиковый аппарат, экструсомы, сократительные вакуоли, хлоропласты). Питание (автотрофы, фаготрофы, сапротрофы). Размножение (бесполое, половое). Особенности организации, жизненных циклов и распространения Микроспоридий, Архемонад, Родобионтов, Миксобионтов, Эвгленобионтов, Альвеолят, Гетероконтов. Их таксономический статус.

  • Грибы. Особенности строения (мицелий, гифы и их модификации) и ультраструктурной организации (ядерный аппарат, комплекс Гольджи, клеточная стенка, рибосомы и др.). Бесполое размножение (спороношение, почкование). Особенности полового размножения у грибов. Питание грибов. Краткая характеристика основных групп (зигомицеты, аскомицеты, базидиомицеты), их роль в природе.

  • Растения  многоклеточные автотрофные эукариоты с выраженной дифференцировкой тканей. Чередование гаплоидного (гаметофит) и диплоидного (спорофит) поколений. Различия в морфологической организации гаметофитов и спорофитов. Разнонаправленность эволюции спорофитного и гаметофитного поколений. Происхождение растений. Наиболее важные эволюционные преобразования организации и жизненных циклов у основных групп: моховидные, споровые сосудистые растения, семенные растения.

  • Животные – многоклеточные гетеротрофные эукариоты с гаметической редукцией. Сложно дифференцированные ткани, органы и системы органов – лейтмотив эволюции животных. Наиболее важные особенности строения и жизненных циклов, приобретенные животными разных уровней организации (радиальные, билатеральные; первичнополостные, вторичнополостные; первичноротые, вторичноротые).

Тема 9. Молекулярные паразиты (2 ч)

Повторение: Невозможность строгого определения понятия “жизнь”.

  1. Вирусы и бактериофаги как особая форма организации материи. Особености строения. Проникновение в клетку хозяина. Размножение (бактериофаги, ДНК-содержащие вирусы, РНК-содержащие вирусы). Гипотезы происхождения вирусов. Значение вирусов для теории и практики.

  2. Плазмиды и транспозоны, их возможная роль в эволюции клеток и организмов.

Тема 10. История жизни (8 ч).

Повторение: Эволюция как изменение биологического разнообразия во времени.

  1. Возникновение жизни. Основные теории происхождения жизни: креационизм, самозарождение, панспермия, биохимическая эволюция. Возможные пути эволюции пробионтов и возникновение первых клеток.

  2. Доказательства (свидетельства) эволюции. Универсальность молекулярной организации живого. Основные палеонтологические, географические, анатомические, эмбриологические и биохимические данные, свидетельствующие об эволюции. Успехи искусственного отбора.

  3. Микроэволюция. Роль мутационной и комбинативной изменчивости, отбора, дрейфа генов и изоляции.

  4. Макроэволюция. Градуализм или сальтационизм? Как возникают новые структуры и функции? Дупликация и дивергенция генов и геномов. Понятие о доменах белковой молекулы. Возможные механизмы комбинаторики доменов. Модульный принцип биологической эволюции. Значение регуляторных генов в макроэволюции. Направленность и необратимость эволюции. Биологический прогресс и регресс. Способы достижения биологического прогресса. Понятие об идиоадаптациях и ароморфозах. Основные ароморфозы в эволюции растений и животных. Проблема вымирания больших таксономических групп. Геохронология наиболее важных эволюционных событий.

Тема 11. Структура биологии (1 ч)

  1. Способы классификации биологических дисциплин:

  • по изучаемым объектам (зоология, ботаника, микробиология и т.д.);

  • по уровням биологической организации (молекулярная биология, цитология, гистология, анатомия и морфология и т.д.);

  • по изучаемым процессам (физиология, генетика, биология развития, этология, экология, теория эволюции и т.д.);

  • по методологии (биофизика, биохимия, генетика и т.д.);

  1. Проблема дифференциации и единства биологии. Относительность классификации биологических дисциплин. Значение дискретности (молекулярного мышления) в современной биологии. Постепенный переход биологии от описания живой природы к изучению ее причинно-следственных закономерностей. Редукционизм и многоуровневость биологических дисциплин. Значение биологии в современном обществе: медицинские, экологические и биотехнологические аспекты. Перспективы биологии.

Возможная тематика семинарских занятий по курсу “Введение в биологию”

  1. Что в биологии называется царством и сколько царств существует?

  2. История биологии за два часа (о некоторых наиболее важных «с точки зрения преподавателя» вехах в истории биологии)

  3. Вирусы – это “жизнь” или “нежить”?

  4. Мутуалистический симбиоз и кооперация – насколько они широко распространены (что в большей степени движет эволюционным развитием – конкуренция или альтруизм)?

  5. Малоизвестные парадоксы: как организмы превращаются в органы (колонии сифонофор, карликовые самцы, агрегации у бактерий и протистов, суперорганизмы социальных насекомых и др.)

  6. Иммунитет – борьба с “хорошим” чужим или с “плохим” своим?

  7. Когда, как и почему обезьяна превратилась в человека (“что” еще обезьяна и “кто” уже человек)?

  8. Пол, половой процесс и половое размножение. (Есть ли виды у которых существует более 2-х “полов”? Кто такие гермафродиты? Как может определяться пол? Что такое партеногенез, андрогенез, педогенез и др?)

  1. Почему на Земле периодически вымирают крупные группы организмов?

Рекомендуемая литература

1. Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. Биология. М.”Мир”. 1990. В трех томах.

2. Дольник В.Р. Непослушное дитя биосферы. М. «Педагогика-Пресс»,1994.

3. Докинз Р. Эгоистичный ген. М. “Мир”. 1993.

4. Кемп П., Армс К., Введение в биологию. М., Мир, 1988

5. Медников Б.М. Биология: формы и уровни жизни. М., Просвещение, 1994

6. Рейвн П., Эверт Р., Айкхорн С. Современная ботаника. М., Мир, 1990



Скачать документ

Похожие документы:

  1. Рабочая программа курса «Введение в химию.»

    Рабочая программа курса
    Первая сложность заключается в значительной перегрузке курса химии основной школы в связи с переходом на концентрическую систему. Интенсивность прохождения материала в 8-м классе не позволяет создать условия для развития познавательного
  2. Программа дисциплины «Введение в социологию и история социологии» для направления 040200. 62 «Социология» подготовки бакалавра 1 курс, модули 1-4 (1)

    Программа дисциплины
    Программа курса «Введение в социологию и история социологии» рассчитана на студентов первого курса отделения социологии. Исходный уровень знаний: студенты должны иметь общую гуманитарную подготовку на уровне 11 летней программы средней
  3. Программа основного общего образования Биология 5-9 классы. Линейный курс

    Программа
    Рабочая программа по биологии для 5—9-х классов средней школы составлена в полном соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом общего образования, требованиями к результатам освоения основной образовательной
  4. Программа курса предусматривает рассмотрение следующих вопросов: менеджмент в сфере образования; технология управления развитием школ (2)

    Программа курса
    Цель: формирование и развитие профессиональной управленческой компетентности руководителей и специалистов системы образования, освоение основных способов деятельности, позволяющих управлять образовательными учреждениями и органами
  5. Программа вступительных испытаний по биологии (на базе среднего (полного) общего образования)

    Программа
    Цели обучения биологии: овладение учащимися зна­ниями о живой природе, общими методами ее изучения, учебными умениями; формирование на базе знаний и умений научной картины мира как компонента общече­ловеческой культуры; гигиеническое

Другие похожие документы..