МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ КРАСНОЯРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ КАФЕДРА БИОХИМИИ И ФИЗИОЛОГИИ ЧЕЛОВЕКА И ЖИВОТНЫХ
Одобрено на заседании Ученого совета факультета Декан биологического факультета А.П. Савченко ____________________ «_____» __________________ 2002
Программа составлена в соответствии с государственным образовательным стандартом высшего и профессионального образования по специальности 012300 «Общая биохимия»
УДК 574.577
Автор-составитель: Т.Н. Замай ОБЩАЯ БИОЛОГИЯ Рабочая программа дисциплины для специальности 012300 «Общая биохимия»
Общая биология: Рабочая программа дисциплины. Красноярск: РИО КрасГУ, 2002, 7 с. (Экспресс-издание) Предназначена для специальности 012300 «Общая биохимия» для дневной формы обучения
© КрасГУ, 2002 Красноярск 2002
2
1. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА Цель курса: изложить основные биологические закономерности Задачи курса: - теоретическое освоение фундаментальных знаний о биологических закономерностях; - приобретение навыков постановки и решения биологических проблем. Место в системе социогуманитарного образования: Общая биология – наука о жизни, занимающаяся изучением основных биологических закономерностей. Биология – наука, опирающаяся на знания физики, химии и математики. Требования к уровню освоения дисциплины В результате изучения дисциплины студенты должны: - овладеть необходимыми теоретическими знаниями о строении и свойствах живой материи; - иметь опыт проведения дискуссий по общебиологическим проблемам; - иметь представление о методологии, применяемой при изучении живых организмов Формы и методы проведения занятий Лекции, семинары, контрольные работы, коллективные проекты. Тематический план № п/п
1 2 3. 4
Наименование тем дисциплины
Биология – наука о закономерностях жизни Молекулярно-клеточные основы жизни Возникновение и эволюция жизни. Теория эволюции. Биосфера. Организм и среда. Популяционные закономерности жизни. ВСЕГО ПО РАЗДЕЛАМ: ИТОГО:
3
Объем учебного времени по формам работы (в часах) Лекции Семинары Самост. работа 4 4 6 16
6
6
8
4
4
6
3
3
34
17 70
19
II. СОДЕРЖАНИЕ РАЗДЕЛОВ ДИСЦИПЛИНЫ Тема 1. Биология – наука о закономерностях жизни (8 ауд. часов) Значение биологии в современной жизни. История биологии. Классификация биологических наук. Основные концепции, методы и объекты биологических наук. Сущность жизни и уровни организации биологических систем. Уровни биологических исследований: молекулярный, субклеточный, клеточный, тканевой, органный, организменный, популяционный, биоценотический, биосферный. Характерные свойства живых организмов. Соотношение физических, химических и биологических закономерностей. Связь биологии с другими отраслями естествознания. Основы теории функциональных систем П.К.Анохина. Системообразущий фактор. Архитектура функциональной системы. Афферентный синтез, принятие решения, программа действия, акцептор результата действия, результат, обратная афферентация. Тема 2. Молекулярно-клеточные основы жизни (22 ауд. часа). Общий химический состав живой материи. Вода, ее роль в жизни клетки. Белки, их основные свойства и химическая структура. Простые и сложные белки. Аминокислоты как основа построения белковой молекулы. Пептидные связи. Первичная, вторичная, третичная и четвертичная структуры белковой молекулы. Углеводы, их значение в жизни. Моно-, ди-, полисахариды. Гликоген, крахмал, целлюлоза и их роль в жизни животных и растений. Липиды и их биологическое значение. Нуклеиновые кислоты. ДНК и РНК. Современные представления о строении макромолекул ДНК и РНК. Ферменты. Классификация. Факторы, определяющие активность ферментов. Механизм действия ферментов. Метаболизм. Анаболизм. Катаболизм. Превращение энергии в клетке. АТФ – универсальная энергетическая единица живых организмов. Гетеротрофные и аутотрофные клетки. Гликолиз, цикл Кребса, дыхательная цепь. Окислительное фосфорилирование. Хемиосмотическая теория Митчелла. Синтетические процессы в организме. Принципы контроля метаболизма в клетке. Нервная регуляция, гормональная регуляция, гуморальная регуляция. Мембранный потенциал, потенциал действия, передача нервного импульса по нервному волокну, синаптическая передача информации. Гормоны. Гипоталамус, гипофиз. Тропные и эффекторные гормоны. Механизм действия гормонов. Клеточная теория. Постулаты клеточной теории. Клетка – элементарная единица живого. Прокариоты, эукариоты. Гомологичность клеток. Размножение клеток. Системность в организации клетки. Система сохранения, воспроизведения, реализации генетической информации – ядро. Репликация ДНК, биосинтез белка. Система промежуточного обмена – гиалоплазма. Функциональное значение и строение гиалоплазмы. Рецепторно-барьернотранспортная система. Строение мембраны, системы активного и пассивного транспорта. Осмос, диффузия. Ионселективные каналы. Пиноцитоз, фагоцитоз. Система синтеза и внутриклеточного транспорта. Эндоплазматический ретикулум, аппарат Гольджи, лизосомы, секреторные вакуоли. Каркасно-двигательная система цитоскелета. Микрофиламенты, промежуточные филаменты, микротрубочки. Механизм мышечного сокращения. Система энергообеспечения. Митохондрии. Система фотосинтеза. Хлоропласты. Митоз. Формы размножения организмов. Бесполое размножение. Половой процесс. Партеногенез. Мейоз. Основные закономерности передачи наследственных признаков. Законы Менделя. Гомозиготы, гетерозиготы. Генотип и фенотип. Доминантные и рецессивные признаки. Понятие об аллеломорфе. Гипотеза чистоты гамет. Цитологические причины расщепления. Явления сцепления генов в одной хромосоме. Кроссинговер и нарушение сцепления. Понятие о линейном положении генов в хромосомах. Генная карта хромосом. Взаимодействие наследственных факторов при развитии признаков. Цитоплазматическая наследственность. Пол как биологическое явление. Онтогенез. Органообразующие участки. Проблема детерминации и взаимодействия частей развивающегося организма. Старение и смерть.
4
Тема 3. Возникновение и эволюция жизни. Теория эволюции (12 ауд.часов) Происхождение жизни. Возраст биосферы. Теория образования простых органических молекул. Биохимическая эволюция соединений. Начало и стадии биопоэза. Основные закономерности исторического развития организмов – теория эволюции. Метафизический период развития естествознания. Карл Линней. Учение о неизменяемости видов. Первые эволюционисты. Основные положения учения Ламарка. Чарльз Дарвин. «Происхождение видов». Доказательства органической эволюции и выяснение ее движущих факторов. Естественный отбор – основной ведущий фактор органической эволюции. Наследственная изменчивость – материал для отбора. Борьба за существование, элиминация. Внутривидовая борьба и ее формы. Выживаемость. Искусственный отбор на основе наследственной изменчивости, путь к созданию сортов и пород культурных растений и домашних животных. Закон гомологичных рядов наследственной изменчивости Н.И.Вавилова. Морфологические закономерности эволюции. Значение работ Северцева. Понятие об ароморфозе и идиоадаптации. Проблема соотношения онтогенеза и филогенеза. «Биогенетический закон» Мюллера-Геккеля. Темпы эволюции. Происхождение человека. Этология. Тема 4. Биосфера. Организм и среда. Популяционные закономерности жизни (9 ауд. часов). Экология. Стратегия охраны природы. Единство организма и среды. Реакция организмов на воздействие факторов среды. Обратное воздействие организмов на среду. Вид. Популяция. Внутривидовые и межвидовые отношения организмов. Трофические связи. Хищничество, паразитизм, симбиоз. Понятие о биоценозах. Биосфера – область распространения жизни, ее границы. Распределение жизни в биосфере. Зоны концентрации жизни. Значение солнечной радиации для распределения зон жизни. Химический состав литосферы, атмосферы и гидросферы. Большой геологический круговорот элементов и соединений. Малые круговороты. Биологический круговорот. Круговорот энергии. Большой геологический цикл углерода. Ноосфера. II. СОДЕРЖАНИЕ РАЗДЕЛОВ ДИСЦИПЛИНЫ III. ТЕМАТИКА РЕФЕРАТОВ Для самостоятельной работы студентов К теме 1. 1. Архитектура функциональной системы по П.К. Анохину. 2. Живой организм как открытая термодинамическая система. К теме 2 1. Основные этапы онтогенеза многоклеточных животных организмов. 2. Происхождение и эволюция пола. 3. Основные принципы регуляции биологических функций. 4. Взаимодействие нервной и эндокринной регуляции. 5. Головной мозг как функциональная система. 6. Превращение энергии в клетке. 7. Механизмы старения организма. 8. Апоптоз - запрограммированная смерть клетки. К теме 3. 1. Стабилизация форм отбора, ее значение в эволюции. 2. Волны жизни, расхождение признаков. 3. Стабилизация форм отбора, ее значение в эволюции. 4. Соотношение движущей и стабилизирующей форм отбора на разных стадиях эволюционного процесса К теме 4. 1. Учение Вернадского о биосфере. 5
2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
Миграция элементов в биосфере Биогеоценоз, его компоненты, связи в биоценозе устойчивость биоценозов. Экологические проблемы сохранения биосферы. Биогеоценотическая оболочка Земли. Эволюция биосферы от катархея до современного этапа. Живые организмы как геологическая сила. Экологическое воспитание.
IV. ФОРМЫ КОНТРОЛЯ Промежуточный контроль в форме: а) написания реферата 1 раз в семестр в) тестирования г) контрольных работ (2) Итоговый контроль: Устный зачет по билетам V. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 5.1. Список рекомендуемой литературы Основной 1. Альбертс Б., Брей Д., Льюис Дж., Рафф М., Робертс К., Уотсон Дж. Молекулярная биология клетки. В 3-х т. 2-е изд.- М.: Мир, 1994. 2. Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия. М.: Медицина,1998. 3. Вилли К., Детье В. Биология. М.: Мир, 1974 4. Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. Биология. В 3-х т. М.: Мир, 1993 5. Гринстейн Б., Гринстейн А. Наглядная биохимия. М.: ГЭОТАР-МЕД, 2000. 6. Ред Либбет Э. Основы общей биологии. М.: Мир, 1982. 7. Небел Б. Наука об окружающей среде. В 2-х т. М.: Мир, 1993. 8. Робертис Э., Новинский В., Саэс Ф. Биология клетки. М.: Мир, 1973. 9. Рэкер Э. Биоэнергетические механизмы: новые взгляды. М.: Мир, 1979. Дополнительной 1. Анохин П.К. Философские основы физиологии функциональных систем. М. Высшая школа, 1980. 2. Мусил Я., Новакова О., Кунц К Современная биохимия в схемах. М.: Мир, 1984. 3. Пресман А.С. Идеи В.И.Вернадского в современной биологии. М.: Знание, 1976. 4. Тимофеев-Ресовский Н.В., Воронцов Н.Н., Яблоков А.В. Краткий очерк теории эволюции. М.: Наука, 1977. 5. Шноль С.Э. Физико-химические факторы биологической эволюции. М.: Наука, 1979. 5.2. Материально-техническое обеспечение Рекомендуемые программные средства – электронный диск «Молекулярная биология»
6
Общая биология Составитель: Замай Татьяна Николаевна, канд. биол. наук, доцент кафедры биохимии и физиологии человека и животных Редактор: О.Ф. Александрова Корректура автора
Подписано в печать 21.02.2003 Тиражируется на электронных носителях Заказ 261 Дата выхода 25.02.2003 Адрес в Internet: www.lan.krasu.ru/studies/editions.asp Отдел информационных ресурсов управления информатизации КрасГУ 660041 г. Красноярск, пр. Свободный, 79, ауд. 22-05, e-mail:
[email protected]
Издательский центр Красноярского государственного университета 660041 г. Красноярск, пр. Свободный, 79, e-mail:
[email protected]
7
