Министерство образования и науки Российской Федерации
Сибирский федеральный университет
ОБЩАЯ БИОЛОГИЯ:
Учебно-методическое пособие к семинарским занятиям
Красноярск
СФУ
2011
УДК
ББК 28.0 я73
О 280 Общая биология: Учебно-методическое пособие к семинарским занятиям / сост. . – Красноярск: Сибирский федеральный университет, 2011 – 30 с.
Данное учебно-методическое пособие к семинарским занятиям по курсу «Общая биология» разработаны для бакалавров направления «Биология». В пособии рассматриваются темы семинарских занятий, вопросы, вынесенные для подготовки студентов к семинарам и в виде докладов, литературные источники для подготовки докладов и темы занятий для коллегиального обсуждения. В конце предлагаются контрольные вопросы для зачета.
УДК
ББК 28.0 я73
© Сибирский
федеральный
университет, 2011
СОДЕРЖАНИЕ
Введение | 4 |
Общие требования | 5 |
Содержание и методика подготовки к семинарским занятиям | 10 |
Библиографический список | 29 |
ВВЕДЕНИЕ
Целью самостоятельного освоения дисциплины «Общая биология» являются формирование у студентов целостного представления о свойствах живых систем, исторического развития жизни, роли биоты в планетарных процессах, о современных направлениях, проблемах и перспективах биологических наук, формирование основы для изучения профессиональных дисциплин.
Задачи изучения дисциплины:
- овладение биологической терминологией;
- изучение биологических законов их взаимосвязи;
- определение места науки о живом в современной концепции картины мира;
- получение представлений о сущности жизни;
- изучение уровней организации живых систем;
- изучение основ эволюционно - биологического мировоззрения, происхождения и эволюции видов.
Биологические науки являются важнейшей областью знания, которая вносит в построение целостной естественнонаучной концепции мира понятие об особенностях биологического уровня организации материи, о месте живых систем в эволюции Земли, о единстве биосферы. Общая биология является фундаментом развития таких актуальных междисциплинарных направлений, как биология и экология. Только изучение живых организмов дает адекватное представление о качестве (пригодности для жизни) окружающей среды. Вместе с тем, биологические законы – это фундаментальная основа сельскохозяйственного производства, медицины, социальных и психологических наук, рационального природопользования. В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
Знать: фундаментальные разделы общей биологии, необходимые для освоения общепрофессиональных дисциплин; основные концепции и методы биологических наук; стратегию сохранения биоразнообразия и охраны природы.
Уметь: применять знания в общей биологии для освоения общепрофессиональных дисциплин и решения профессиональных задач (т. е. осуществлять взаимосвязь биологии с другими науками; осуществлять взаимосвязь процессов метаболизма; решать генетические задачи и задачи по генетике популяций и экологии).
Владеть: навыками, необходимыми для освоения теоретических основ и методов биологии и экологии.
ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ
Семинарские занятия - одна из форм практических занятий, проводимых под руководством преподавателя. В то же время, это наиболее сложный и плодотворный вид вузовского обучения и воспитания. Семинар предназначается для углубленного изучения той или иной дисциплины и овладения методологией применительно к особенностям изучаемой отрасли науки. В результате предварительной работы над программным материалом, в процессе выступлений студентов по вопросам темы, возникающей между ними дискуссии и обобщений преподавателя, решаются задачи познавательного и воспитательного характера, формируется мировоззрение, прививаются методологические и практические навыки, необходимые для становления квалифицированных специалистов.
Выделяют три типа семинаров, принятых в университетах: 1) семинар с целью углубленного изучения определенного тематического курса, 2) семинар, проводимый для глубокой проработки отдельных, наиболее важных и типичных в методологическом отношении тем курса или даже отдельной темы, 3) спецсеминар исследовательского типа по отдельным частным проблемам науки для углубления их разработки. Структура семинарского занятия может быть различной, она зависит от сложности обсуждаемых вопросов. Выделяют два основных подхода к организации и проведению семинарских занятий.
Первый заключается в том, что сначала содержание темы дисциплины излагается лектором в лекционной форме, а затем прорабатывается самостоятельно студентами и обсуждается на семинарском занятии. Такой подход оптимален в том случае, если изучается сложный, насыщенный новыми терминами материал. Семинарские занятия при этом проводятся с целью углубления, повторения и обобщения знаний по конкретному вопросу или целой теме.
Второй подход предлагает организацию семинара как самостоятельной формы обучения, то есть в процессе подготовки к нему студенты самостоятельно изучают материал, готовят доклады с презентациями по предложенным темам. Такой подход целесообразен при изучении материала, доступного для самостоятельного глубокого прорабатывания. В результате выступления студенты учатся: логике построения выступления, четко и кратко излагать суть доклада, составлять и демонстрировать презентацию, соблюдать регламента выступления, вести дискуссию.
Подготовка к семинару сводится к следующему плану:
1.Выбор темы, определение задач.
2.Подготовка вопросов для обсуждения.
3.Распределение заданий и тем для сообщений.
4.Подбор основной и дополнительной литературы, интернет-ресурсов.
5.Консультации у преподавателя.
6.Определение критериев оценки выступлений.
7.Подготовка доклада и презентации
Желательно, чтобы студент излагал материал свободно. Прикованность к тексту доклада, объясняется обычно следующими причинами:
а) плохо продумана структура изложения, вопрос не осмыслен во всей его полноте, студент боится потерять нить мыслей, нарушить логическую последовательность высказываемых положений, скомкать выступление;
б) недостаточно развита культура устной речи, опасение говорить «коряво» и неубедительно;
в) материал списан из учебных пособий механически, без достаточного осмысливания его;
г) как исключение, может использоваться чужой конспект.
Порядок ведения семинара может быть самым разнообразным, в зависимости от его формы и тех целей, которые перед ним ставятся. Обычно имеет место следующая последовательность:
1. выступление (доклад с презентацией) по основному вопросу;
2. вопросы к выступающему;
3. обсуждение содержания доклада, его теоретических и методических достоинств и недостатков, дополнения и замечания по нему;
4. заключительное слово докладчика;
5. заключение преподавателя.
Вопросы к докладчику задают, прежде всего, студенты, а не преподаватель. Необходимо, чтобы вопросы, задаваемые студентам, были существенны, связаны с темой, точно сформулированы. По своему характеру вопросы бывают уточняющими, наводящими, встречными; другая категория вопросов, например, казусных, может содержать предпосылки различных суждений, быть примером или положением, включающим кажущееся или действительное противоречие.
Уточняющие вопросы имеют своей целью заставить студента яснее высказать мысль, четко и определенно сформулировать ее, чтобы установить, оговорился ли он или имеет место неверное толкование проблемы.
Наводящие или направляющие вопросы имеют своей задачей ввести полемику в нужное русло, помешать нежелательным отклонениям от сути проблемы. Их постановка требует особого такта. Важно, чтобы такие вопросы приоткрывали новые сферы приложения высказанных положений, расширяли мыслительный горизонт студентов. Наводящие вопросы на вузовском семинаре являются редкостью и ставятся лишь в исключительных случаях.
Встречные вопросы содержат требования дополнительной аргументации, а также формально-логического анализа выступления или его отдельных положений. Цель таких вопросов — формирование у студентов умения всесторонне и глубоко обосновывать выдвигаемые положения, способности обнаруживать логические ошибки, обусловившие неубедительность или сомнительность вывода.
Казусные вопросы предлагаются студенту или всей группе в тех случаях, когда в выступлении, докладе проблема освещена, в общем-то, верно, но слишком схематично, все кажется ясным и простым (хотя подлинная глубина проблемы не раскрыта) и в аудитории образуется «вакуум интересов». Возникает необходимость показать, что в изложенной проблеме не все так просто, как это может показаться. Цель таких вопросов в том, чтобы сложное, противоречивое явление реальной действительности, содержащее в себе предпосылки для различных суждений, было осмыслено студентами в свете обсужденной теоретической проблемы, чтобы студент научился мыслить шире и глубже.
На семинарских занятиях по курсу «Общая биология» студенты представляют доклады с презентациями. Цель презентации – научить студента грамотно составлять и пользоваться презентацией во время доклада.
Презентации — способ представления информации, сочетающий в себе текст, гипертекстовые ссылки, компьютерную анимацию, графики, видео, музыку и звуковой ряд (но не обязательно всё вместе), которые организованы в единую среду. Презентация имеет сюжет, сценарий и структуру, организованную для удобного восприятия информации. Отличительной особенностью презентации является её интерактивность, то есть создаваемая для пользователя возможность взаимодействия через элементы управления. Презентация всегда состоит из двух основных компонентов: информации, которую выступающий хочет донести до аудитории, и манеры изложения. Это означает, что, выступая перед аудиторией, следует сосредоточиться на двух моментах: что говорить и как говорить. Считается, что мы запоминаем:
- 20 % того, что слышим;
- 30 % того, что видим;
- 50 % того, что слышим и видим;
- 70 % того, что слышим, видим и о чем говорим;
- 90 % того, что мы слышим, видим, о чем говорим и что делаем.
Для подготовки презентации необходимо четко сформулировать тему доклада, узнать регламент доклада, четко сформулировать план и тезисы доклада. Написанный на бумаге текст помогает более четко и последовательно изложить материал. Презентации обычно делают в PowerPoint, в Impress, либо в Acrobat. Хотелось бы выделить основные этапы подготовки презентации:
1. Презентация - это, по сути, конспект речи.
2. Презентация состоит из слайдов. Старайтесь придерживаться принципа: один слайд - одна мысль. Убедительными бывают презентации, когда на одном слайде даётся тезис и несколько его доказательств.
3. Титульный слайд должен содержать название презентации, её автора, контактную информацию автора.
4. На втором слайде обычно представлен план презентации, основные разделы или вопросы, которые будут рассмотрены.
5. Остальные слайды, в идеале, нужно строить по модели: тезис - аргументы – вывод.
6. Выводы всегда должно быть даны ясно и лаконично на отдельном слайде.
7. Предпоследний слайд должен содержать информацию об использованных источниках литературы, интернет-ресурсах.
8. Последний слайд может повторять титульный с добавлением фразы "Спасибо за внимание!"
Несколько полезных советов студенту, который будет составлять презентацию. Важно учитывать, что НЕЛЬЗЯ на слайдах писать ВСЁ, что вы собираетесь сказать. На слайды должны попасть только самые важные тезисы, самые необходимые («говорящие») данные, а также, весьма желательно, графический материал: диаграммы, рисунки, фотографии всегда лучше воспринимаются аудиторией. Не помещайте на слайд целиком то, что вы намерены сказать словами. Большой текст будет очень трудно прочитать и, почти невозможно, запомнить. Старайтесь делать слайды на однородном светлом фоне. Делайте текст более контрастным. Лучше писать темным по светлому фону. Выделяйте ключевые слова в предложении жирным шрифтом или цветом. Избегайте наклонного и подчеркнутого начертания. Текст должен читаться с последнего ряда, пишите крупно. Плотно набранный текст с маленькими промежутками между строками будет читаться трудно, даже, если вы использовали крупный шрифт. Лучше выбрать меньший шрифт, но увеличить промежутки между строчками.
Перед презентацией обязательно нужно провести репетицию. На ней вы сможете понять, где могут возникнуть трудности, почувствовать реальный хронометраж презентации, а также исправить замеченные по ходу ошибки
СОДЕРЖАНИЕ И МЕТОДИКА ПОДГОТОВКИ К СЕМИНАРСКИМ ЗАНЯТИЯМ
Дисциплина «Общая биология» включает следующие виды работы студента: аудиторные занятия в виде лекций и семинаров и самостоятельная работа. Ниже кратко рассматривается содержание разделов и тем лекционного курса. На семинарских занятиях студенты рассматривают темы, которые интегрировано отражают лекционный курс и самостоятельную работу студента. К практически каждому занятию студенты готовят доклад с презентацией по одной из выбранных тем. Темы выдаются преподавателем заранее и согласовываются со всей группой. Во время подготовки к семинарскому занятию студент может получить индивидуальную консультацию у преподавателя.
Раздел 1. Уровни организации живой материи (вопросы, рассматриваемые в лекционном курсе).
1. История биологии. Классификация биологических наук. Методы исследований. Введение: Краткий очерк по истории биологии. Классификация биологических наук: классические (традиционные) и новые (современные) науки. Методы исследования в биологии (описательный, сравнительный, экспериментальный, исторический).
2. Живое и неживое. Сущность жизни, ее основные формы. О природе живого. Понятие о живых системах. Отличия живого от неживого. Критерии живого (дискретность, высокая степень организации, обмен веществом и энергией). Физическая и химическая основа жизни. Уровни организации живой материи. Свойства живых систем.
3. Происхождение жизни на Земле. Происхождение прокариот и эукариот. Свойства углерода как химического элемента. Гипотеза стационарного состояния. Гипотезы зарождения жизни в определенные моменты времени в определенных местах во Вселенной. Панспермия, типы панспермии. Гипотезы программированного создания жизни. Креационизм. Гипотеза абиогенеза. Мир ДНК-РНК. Возможность существования жизни на основе других химических элементов.
4. Воспроизведение биологических систем. Бесполое и половое размножение. Деление клетки. Митоз. Нарушение митоза. Полиплоидия. Биологическое значение митоза. Мейоз. Бесполое размножение.
5. Гаметогенез, оплодотворение и эмбриональное развитие. Гаметогенез. Стадии гаметогенеза. Оплодотворение. Партеногенез. Гермафродитизм. Онтогенез животных. Эмбриональный период: дробление, гаструляция, первичный органогенез. Регуляция эмбрионального развития. Постэмбриональный период (прямой и непрямой, развитие с метаморфозами). Биогенетический закон. Онтогенез растений.
6. Биополимеры. Биополимеры. Аминокислоты: строение, классификация и свойства. Пептидная связь. Белки. Ферменты. Углеводы. Липиды. Основные свойства и функции. Нуклеиновые кислоты. Структура нуклеотида. Спиральная структура ДНК. Структура и формы РНК.
7. Синтез ДНК, РНК и белков. Синтез белков. Кодирование белков в структуре ДНК. Транскрипция. Трансляция.
8. Энергетика живой клетки. Законы биоэнергетики. Метаболизм. Пластический обмен. Фотосинтез. Световые и темновые реакции. Факторы, влияющие на скорость фотосинтеза. Энергетический обмен. Этапы энергетического обмена. Суммарная реакция клеточного дыхания. Синтез АТФ на митохондриях. Окислительное фосфорилирование. Законы биоэнергетики.
По разделу 1 рассматриваются 2 темы семинарских занятий.
Тема 1. Сравнительная характеристика строения клеток прокариот и эукариот (растительная, грибная, животная) Деление клетки и ядра. Доклады студентов с презентацией и их обсуждение. Контрольная работа. (2 часа).
Цель: выявить сходство и различия строения и деления разных типов клеток.
Темы для докладов:
1. Особенности строения клеток животных.
2. Особенности строения клеток растений.
3. Особенности строения клеток грибов.
4. Особенности строения клеток бактерий.
5. Митоз: особенности митоза у разных типов клеток.
6. Мейоз: особенности мейоза у разных типов клеток.
7. Амитоз: причины его возникновения.
8. Деление бактериальной клетки.
Литература для подготовки к занятию:
1. Пехов с основами экологии: учебник. – С. Пб.: Изд-во Лань, 2007. – 688с.
2. , Севостьянова биология: Учебник для вузов. – М.: Академия, 2005. – 400 с.
3. , , Милютин биология: Учебное пособие для вузов - Высшая школа, 2005. – 463 с.
4. Тейлор Д, Биология: в 3х тт. Т.1. - М.: Мир, 200с.
5. Тейлор Д, Биология: в 3х тт. Т.3. - М.: Мир, 200с.
6. , , Алешин , цитология и эмбриология. Учебник для вузов. – М.: Медицина, 2002. – 744 с.
Вопросы для подготовки к занятию:
1. Что такое клетка? Почему ее называют элементарной единицей жизни?
2. Особенности строения клеточной мембраны бактериальной, грибной, растительной и животной клеток.
3. Мембранные и немембранные органоиды клеток разных типов, их строение и функции.
4. В чем заключаются черты сходства митохондрий и хлоропластов?
5. Строение и функции ядра?
6. Какие структуры клетки связаны с передачей наследственности?
7. Чем характеризуется цитоплазма клетки?
8. Функции плазматической мембраны.
9. Что такое осмос, осмотическое давление клетки?
Тема 2. Элементный состав живого вещества. Особенности строения биополимеров. Основные гипотезы происхождения жизни на Земле. Доклады студентов с презентацией и их обсуждение. (2 часа).
Цель: изучить элементный состав клеток, особенности строения основных биополимеров и основные гипотезы происхождения жизни.
Темы для докладов:
1. Главные элементы органических молекул.
2. Микроэлементы, содержащиеся в живых организмах и их значение.
3. Роль воды в живых организмах.
4. Строение, классификация и значение углеводов.
5. Строение, классификация и значение липидов.
6. Строение, классификация и значение белков.
7. Роль нуклеиновых кислот в клетке.
8. Свойства углерода как химического элемента.
9. Гипотезы зарождения жизни в определенные моменты времени в определенных местах во Вселенной. Панспермия, типы панспермии. Гипотезы программированного создания жизни.
10. Креационизм. Гипотеза стационарного состояния.
11. Гипотеза абиогенеза. Мир ДНК-РНК.
Литература для подготовки к занятию:
1. Пехов с основами экологии: учебник. – С. Пб.: Изд-во Лань, 2007. – 688с.
2. , Севостьянова биология: Учебник для вузов. – М.: Академия, 2005. – 400 с.
3. , Крыжановский : Полный курс в 3-х т. – М.: ОНИКС 21 век. – 2002. – 544 с.
4. , , Милютин биология: Учебное пособие для вузов - Высшая школа, 2005. – 463 с.
5. Тейлор Д, Биология: в 3х тт. Т.1. - М.: Мир, 200с.
6. Тейлор Д, Биология: в 3х тт. Т.3. - М.: Мир, 200с.
7. Чужие среди своих //«В мире науки» №3, 2008
8. Ичас. М. О природе живого: механизмы и смысл.- М.: Мир, 199с.
9. Марков сложности. Эволюционная биология сегодня. Неожиданные открытия и новые вопросы. - CORPUS, Издательство «Астрель», 2010.
10. Опарин данные о происхождении жизни. М.: Знание, 1966.
11. , , Кудрина живых систем.- М.: НИА. Природа, РЭФИА, 20с.
12. Происхождение жизни. - М.: Мир, 1982.
13. http://filosof. *****/ Постнеклассическая наука: концепции современного естествознания: Учебное пособие.
Вопросы для подготовки к занятию:
1. Какие химические элементы входят в состав клетки?
2. Что такое микроэлементы и какова их роль в организме, место локализации в клетке?
3. Что такое макроэлементы и какова их роль в организме, место локализации в клетке?
4. Какова роль воды в клетке?
5. Какова связь между химическим строением воды и ее ролью в клетке?
6. Какие органические вещества являются источником энергии в клетке?
7. Неорганические вещества клетки, их значение.
8. Какие биополимеры вы знаете»? Их классификация.
9. Строение и функции липидов, углеводов, белков, нуклеиновых кислот.
10. Происхождение жизни согласно теории креоцианизма.
11. Происхождение жизни согласно гипотезы зарождения жизни в определенные моменты времени в определенных местах во Вселенной.
12. Происхождение жизни абиогенным путем.
Раздел 2. Генетика и теория эволюции (вопросы, рассматриваемые в лекционном курсе)..
9. Основные принципы наследования и наследственности. Законы Менделя. Основные понятия генетики. Наследственность. Изменчивость. Переоткрытие законов Менделя. Понятие гена. Локус. Аллель. Гомозиготные и гетерозиготные особи. Доминантный и рецессивный признак. Генотип и фенотип. Изменчивость. Рекомбинация.
10. Взаимодействие генов: аллельное и неаллельное. Взаимодействие генов. Наследование количественных признаков. Норма реакции.
11. Наследование пола. Сцепленное наследование. Мутации. Мутации (геномные, хромосомные, генные и др). Наследственность и среда.
12. Дарвинизм. Современная теория эволюции. Эволюционные теории. Движущие силы эволюционного процесса. Популяция – элементарная эволюционная единица. Пути эволюции – ароморфоз, идиоадаптация, дегенерация.
13. Генетика популяций. Генетическая изменчивость в природных популяциях. Причины популяционного равновесия. Закон Харди-Вайнберга. Эволюционная роль видообразования. Мозаичность организации новых видов. Типы видообразовательных процессов: аллопатрическое, симпатрическое. Доказательства эволюционного изменения живых организмов. Прогресс и регресс в эволюции. Ароморфозы. Идиоадаптация. Дегенерация. Закономерности эволюционного процесса на макроуровне. Дивергенция, конвергенция, параллелизм, рудименты и атавизмы. Правило необратимости эволюции.
14. Эволюция живого мира. Эволюция человека, животных и растений.
По разделу 1 рассматриваются 4 темы семинарских занятий.
Тема 3. Разум в эволюции жизни. Человек как биологический вид. Положение человека в системе животного мира Этапы эволюции человека (антропогенез), животных и растений. Доклады студентов с презентацией и их обсуждение. (2 часа).
Цель: изучить основные этапы эволюции органического мира на планете Земля.
Темы для докладов:
1.Человек как биологический вид.
2. Положение человека в системе животного мира.
3. Этапы эволюции человека (антропогенез).
4. Разум в эволюции жизни.
5. Этапы эволюции животных.
6. Эволюция нервной системы.
7. Этапы эволюции растений.
8. Эволюция тканей.
9. Эволюция клеток.
10. Эволюция размножения.
Литература для подготовки к занятию:
1. Пехов с основами экологии: учебник. – С. Пб.: Изд-во Лань, 2007. – 688с.
2. , Крыжановский : Полный курс в 3-х т. – М.: ОНИКС 21 век. – 2002. – 544 с.
3. Тейлор Д, Биология: в 3х тт. Т.1. - М.: Мир, 200с.
4. Тейлор Д, Биология: в 3х тт. Т.2. - М.: Мир, 200с
5. Тейлор Д, Биология: в 3х тт. Т.3. - М.: Мир, 200с.
6. , , Алешин , цитология и эмбриология. Учебник для вузов. – М.: Медицина, 2002. – 744 с.
7. , , Никерясова . Учебник для вузов. – М.: Академия, 2004. – 224 с.
8. Колесников с основами экологии. – Ростов на Дону. Феникс. 2004. – 224 с.
9. Марков сложности. Эволюционная биология сегодня. Неожиданные открытия и новые вопросы. - CORPUS, Издательство «Астрель», 2010.
10. Опарин данные о происхождении жизни. М.: Знание, 1966
11. Петров человека и культура: Учебник. - М.: Химиздат, 2000 – 384 с.
12. Северцов эволюции. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1990
13. Северцов теории эволюции. М.: изд-во МГУ, 1987
14. , Перевозчиков . М.: Изд-во Моск. ун-та, 1991
15. , , Стволин человека: Учебник для вузов. – М.: Гуманит. издат центр «Владос», 20с.
16. , Юсуфов учение. М., 2003.
17. http://*****// Уоддингтон биологические концепции // На пути к теоретической биологии. I. Пролегомены. — М.: Мир, 1970. С. 11–38.
Вопросы для подготовки к занятию:
1. Палеонтологические, сравнительно-аналитические, эмбриологические доказательства эволюции органического мира.
2. Ароморфоз – главное направление эволюции.
3. Основные ароморфозы в эволюции позвоночных.
4. Основные ароморфозы в эволюции растительного мира.
5. Идиоадаптация – направление эволюции органического мира. Значение идиоадаптации.
6. Эволюция человека. Доказательства происхождения человека от млекопитающих животных.
7. Основные стадии эволюции человека. Биологические и социальные факторы эволюции.
8. Разум в эволюции жизни.
9. Эволюция нервной системы у животных.
10. Особенности эволюция тканей растений и животных.
11. Происхождение и эволюция прокариотических и эукариотических клеток.
12. Эволюция размножения животных и растений.
Тема 4. Микро-, макроэволюция. Факторы эволюции. Формы естественного отбора. Критерии вида. Механизмы видообразования. Доклады студентов с презентацией и их обсуждение. (2 часа).
Цель: изучить основные этапы органического мира на планете Земля.
Темы для докладов:
1. Учение о микроэволюции и видообразовании.
2. Динамика популяций: закон Харди-Вайнберга.
3. Макроэволюция. Результаты макроэволюции.
4. Элементарные факторы эволюции.
5. Формы естественного отбора.
6. Вид. Критерии вида.
7. Механизмы видообразования.
8. Идиоадаптация. Приспособленность организмов к среде обитания.
9. Гипотеза нейтральности молекулярной эволюции.
10. Антидарвиновские концепции эволюции.
Литература для подготовки к занятию:
1. Пехов с основами экологии: учебник. – С. Пб.: Изд-во Лань, 2007. – 688с.
2. Тейлор Д, Биология: в 3х тт. Т.3. - М.: Мир, 200с.
3. Колесников с основами экологии. – Ростов на Дону. Феникс. 2004. – 224 с.
4. Северцов эволюции. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1990
5. Северцов теории эволюции. М.: изд-во МГУ, 1987
6. , Юсуфов учение. М., 2003.
Вопросы для подготовки к занятию:
1. Что такое вид?
2. Критерии вида, их характеристика.
3. Почему современную теорию эволюции называют синтетической?
4. Изменчивость, ее виды.
5. Наследственная изменчивость.
6. Виды мутаций, их причины.
7. Роль мутаций в эволюции органического мира и селекции.
8. Закономерности модификационной изменчивости
9. Определения качественных, количественных признаков, нормы реакции.
10. Почему наследственная изменчивость – движущая сила эволюции?
11. Движущие силы эволюции, их роль в образовании новых видов.
12. Почему элементарной единицей эволюции является популяция?
Тема 5. Аллельное и неаллельное взаимодействие генов. Наследование пола. Сцепленное наследование (решение генетических задач). (2 часа)
Цель: Понять сущность и научиться решать задачи на взаимодействие генов и задачи на сцепленное наследование.
Задачи для работы:
Аллельное взаимодействие генов.
Задание№1:
1 вариант:
1. У человека умение владеть преимущественно правой рукой доминирует над умением владеть преимущественно левой рукой. Мужчина правша, мать которого была левшой, женился на женщине правше, имевшей трех братьев и сестер, двое из которых - левши. Определите возможные генотипы женщины и вероятность того, что дети, родившиеся от этого брака, будут левшами.
2. Фенилкетонурия (нарушение обмена фенилаламина, в результате которого развивается слабоумие) наследуется как рецессивный признак. Какими могут быть дети в семье, где родители гетерозиготны по этому признаку?
3. У человека некоторые формы близорукости доминируют над нормальным зрением, а цвет карих глаз над голубыми. Гены обеих пар не сцеплены. Какое потомство можно ожидать от брака гетерозиготных по обоим признакам родителей? Какое потомство можно ожидать от брака гетерозиготного мужчины с женщиной, имеющей голубые глаза и нормальное зрение?
2 вариант:
1. Голубоглазый мужчина, родители которого имели карие глаза, женился на кареглазой женщине, у отца которой глаза были голубые, а у матери – карие. Какое потомство можно ожидать от этого брака, если известно, что ген карих глаз доминирует над геном голубых?
2. У человека ген, вызывающий одну из форм наследственной глухонемоты, рецессивен по отношению к гену нормального слуха. Какое потомство можно ожидать от брака гетерозиготных родителей?
3. У человека ген карих глаз доминирует над голубыми глазами, а умение владеть преимущественно правой рукой – над леворукостью. Обе пары генов расположены в разных хромосомах. Какими могут быть дети, если родители их гетерозиготны? Какие могут быть дети, если отец левша, но гетерозиготен по цвету глаз, а мать голубоглазая, но гетерозиготная в отношении умения владеть руками.
3 вариант:
1. У человека ген полидактилии (шестипалость) доминирует над нормальным строением кисти. Определите вероятность рождения шестипалых детей в семье, где оба родителя гетерозиготны. В семье, где один из родителей имеет нормальное строение кисти, а второй – шестипалый, родился ребенок с нормальным строением кисти. Какова вероятность рождения следующего ребенка тоже без аномалии?
2. Миоплегия (периодические параличи) передаются по наследству как доминантный признак. Определите вероятность рождения детей с аномалиями в семье, где отец гетерозиготен, а мать не страдает миоплегией.
3. В семье, где родители хорошо слышали и имели – один гладкие волосы, а другой вьющиеся, родился глухой ребенок с гладкими волосами. Их второй ребенок хорошо слышал и имел вьющиеся волосы. Какова вероятность дальнейшего появления глухих детей с вьющимися волосами в семье, если известно, что ген вьющихся волос доминирует над гладкими, а глухота – признак рецессивный и обе пары генов находятся в разных хромосомах?
4 вариант:
1. У человека умение владеть преимущественно правой рукой доминирует над умением владеть преимущественно левой рукой. Мужчина правша, мать которого была левшой, женился на женщине левше. Определите возможные генотипы детей от этого брака.
2. У человека ген, вызывающий одну из форм наследственной глухонемоты, рецессивен по отношению к гену нормального слуха. От брака глухонемой женщины с нормальным мужчиной родился глухонемой ребенок. Определите генотипы родителей.
3. В семье, где родители хорошо слышали и имели – один голубые глаза, а другой карие, родился глухой ребенок с голубыми глазами. Их второй ребенок хорошо слышал и имел карие глаза. Какова вероятность дальнейшего появления глухих детей с карими глазами в семье, если известно, что ген карих глаз доминирует над голубыми, а глухота – признак рецессивный и обе пары генов находятся в разных хромосомах?
Неаллельное взаимодействие генов.
Задание 2.
1 вариант:
1 (комплементарность). Изучаются 2 пары неаллельных несцепленных генов, определяющих окраску меха у горностая. Доминантный ген одной пары (А) определяет черный цвет, а его рецессивный аллель (а) – голубую окраску. Доминантный ген другой пары (В) способствует проявлению пигментации организма, его рецессивный аллель (в) не синтезирует пигмент. При скрещивании черных особей между собой в потомстве оказались особи с голубой окраской меха, черные и альбиносы. Проанализировать генотипы родителей и теоретическое соотношение в потомстве.
2 (кодоминирование). В одной семье установлено, что отец имеет IV (АВ) группу крови по системе АВ0, а мать - I (00). Какие группы крови могут иметь их дети?
3 (доминантный эпистаз). Белое оперение определяется двумя парами несцепленных неаллельных генов. В одной паре доминантный ген определяет окрашенное оперение, рецессивный – белое. В другой паре доминантный ген определяет окраску, рецессивный не подавляет окраску. Определить расщепление по фенотипу в F2 при скрещивании белых птиц, имеющих генотип CCII, с белыми птицами имеющих генотип ccii.
2 вариант:
1 (комплементарность). В первом поколении от скрещивания зеленого и белого волнистых попугайчиков все потомство оказалось зеленым. Во втором поколении получилось 28 зеленых, 8 желтых, 9 голубых, 3 белых попугаев. Каковы генотипы родителей и потомков. Установить тип взаимодействия генов.
2. (кодоминирование) Определите вероятность рождения детей с разными группами крови в браке мужчины со II (А) группой крови и женщины с III (В) группой крови, отцы которых имели I (О) группу крови.
3 (доминантный эпистаз). При скрещивании кур породы белый леггорн ААВВ с петухом породы белый плимутрок аавв в F2 наряду с белыми появляются окрашенные цыплята в соотношении примерно 13 белых и 3 черных. В этом случае доминантный ген В проявляется ингибитором доминантного гена окраски оперения. Определите тип наследования.
3 вариант:
1 (комплементарность). У божьих коровок с красными спинками были дети с оранжевыми спинками, которые скрестились между собой. Среди второго поколения наблюдалось расщепление: 175 оранжевых, 119 – красных, 21-желтая. Как наследуется окраска спинки у божьих коровок? Какие генотипы у всех описанных поколениях?.
2. (кодоминирование). В родильном доме перепутали двух мальчиков. Родители одного из них имеют I и II группы крови, родители другого – II и IV группы крови. Определите, кто чей сын.
3 (доминантный эпистаз). У овса цвет зерен определяется двумя парами неаллельных несцепленных генов. Доминантный ген одной пары (А) определяет черный цвет, другой доминантный ген (В) – серый цвет. Ген черного цвета подавляет ген серого цвета. Оба рецессивных аллеля определяют белый цвет зерен. При опылении дигетерозиготных организмов в потомстве оказались растения с черными, черными и белыми зернами. Определить генотипы родительских организмов и фенотипическое соотношение в потомстве.
4 вариант:
1 (комплементарность). У душистого горошка окраска цветов проявляется только при наличии двух доминантных генов А и В. Если в генотипе имеется только один доминантный ген, то окраска не развивается. Какое потомство F1 и F2 получается от скрещивания растений с генотипами ААвв и ааВВ.
2. (кодоминирование). У мальчика I группа крови, а у его сестры - IV. Определите группы крови их
родителей.
3 (доминантный эпистаз). Наследование окраски оперения у кур определяется двумя парами неаллельных несцепленных генов, расположенных в аутосоме. Доминантный ген одной пары (А) определяет синтез пигмента меланина, что обеспечивает наличие окраски, а его рецессивный аллель (а) не приводит к синтезу пигмента и куры оказываются белыми (перьевой альбинизм). Доминантный ген другой пары (В) подавляет действие генов первой пары, в результате чего синтез пигмента не происходит, и куры также становятся альбиносами. Его рецессивный аллель (в) подавляющего действия не оказывает. Скрещиваются два организма гетерозиготные по 2 парам аллелей. Определить в потомстве соотношение кур с окрашенным оперением и альбиносов.
Литература для подготовки к занятию:
1. Пехов с основами экологии: учебник. – С. Пб.: Изд-во Лань, 2007. – 688 с.
2. , Крыжановский : Полный курс в 3-х т. – М.: ОНИКС 21 век. – 2002. – 544 с.
3. Тейлор Д, Биология: в 3х тт. Т.3. - М.: Мир, 200с.
4. Алтухов процессы в популяции: Учебное пособие для вузов. - М.: Академкнига, 2003. – 431 с.
5. Генетика. Учебник для вузов / Под ред. академика РАМН . – М.: ИКЦ «Академкнига», 2006. – 638с.
6. . , Стволин человека: Учебник для вузов. – М.: Гуманит. издат центр «Владос», 20с.
Вопросы для подготовки к занятию:
1. Что такое наследственность?
2. Основные понятия и термины генетики (доминантность, рецессивность, гомо - и гетерозиготность, генотип, фенотип, аллель).
3. Закономерности наследования при моногибридном скрещивании и его цитологическая основа.
4. Закономерности наследования при дигибридном скрещивании и его цитологическая основа
5. Универсальны ли законы Г. Менделя и применимы ли они к человеку?
6. Что такое анализирующее скрещивание и какова его роль?
7. Можно ли предсказать наследование признака, контролируемого двумя аллелями?
8. Что такое наследственность, сцепленная с полом?
Тема 6. Генетическая изменчивость в природных популяциях. Закон Харди-Вайнберга. Решение задач по генетики популяций. (2 часа)
Цель: научиться решать задачи связанные с генетической изменчивостью в природных популяциях.
Задачи для работы:
1. В аскоспорах нейроспоры после споруляции гетерозиготы соотношение генотипов по анализируемому признаку иногда составляет 5:3, это является результатом:
а) мутаций во время митотического деления внутри аска;
б) генной конверсии и репликации гетеродуплексов;
в) митотического кроссинговера;
г) мейотического кроссинговера.
2. 
При скрещивании почкующихся дрожжей, имеющих различные делеции в гене ade2, имеющих красную окраску, иногда у диплоида может наблюдаться возвращение к дикому типу – способность к синтезу аденина и белый цвет колоний. Схема делеций приведена на рисунке ниже. Это явление называется межаллельной комплементацией. Комплементация будет проявляться у дрожжей:
а) ade2-1 ade2-6;
б) ade2-2 ade2-5;
в) ade2-1 ade2-3;
г) ade2-4 ade2-4.
3. У самцов дрозофилы нет кроссинговера. Самцов с узкими глазами (мутация Bar) скрестили с самками с красными глазами (гомозиготы по мутации vermilion). Получили F1, а затем и F2. Расщепление по фенотипу среди самцов в F2 было - 54 самцов с красными и узкими глазами, 66 самцов дикого типа, 187 самцов с красными глазами нормального размера, 193 самца с узкими нормально пигментированными глазами. Расстояние между vermilion и Bar:
а) 38 сантиморганид;
б) 24 сантиморганиды;
в) 19 сантиморганид;
г) 12 сантиморганид.
4. У гороха аллель, отвечающий за желтую окраску семян (Y), доминирует над аллелем, отвечающим за зеленую окраску (y), а аллель, отвечающий за гладкие семена (R), доминирует над аллелем, отвечающим за морщинистую форму (r). Какова вероятность того, что две горошины, случайно выбранные Вами из боба, выросшего на дигеторозиготном самоопылявшемся растении, окажутся разными:
а) 39/64;
б) 10/64;
в) 27/64;
г) 9/16.
5. Частота самок, гомозиготных по рецессивной аллели а, сцепленной с X-хромосомой, в популяции мышей составляет 16%. Если предположить свободное скрещивание, то какое наиболее частое скрещивание между генотипами мышей можно в ней ожидать:
а) ♀XАXа х ♂XаY;
б) ♀XАXа х ♂XАY;
в) ♀XаXа х ♂XаY;
г) ♀XАXА х ♂XАY.
6. Предприниматель, занимающийся разведением норок, обнаружил, что в условиях свободного спаривания в среднем 9% его норок имели жесткий мех, что при продаже стало приносить меньше дохода. Поэтому он решил увеличить процент норок с мягким мехом путем исключения из произвольного спаривания норок с жестким мехом, признак которого наследуется как аутосомный рецессивный аллель. Таким образом, в следующем поколении он теоретически сможет получить следующий процент норок с жестким мехом:
а) 7,3;
б) 5,3;
в) 2,5;
г) 1,2.
7. Частота двух кодоминантных аллелей в популяции лабораторных мышей со сходным уровнем приспосабливаемости составляла 0,55 и 0,45. После пяти поколений уровень изменился соответственно до 0,35 и 0,65. Какие из перечисленных механизмов наиболее вероятно ответственны за это явление? I. Точечная мутация. II. Неслучайное скрещивание; III. Дрейф генов. IV. Давление отбора.
а) I и IV;
б) II и IV;
в) I и III;
г) II и III.
8. В популяции число гетерозигот в 6 раз превышает число рецессивных гомозигот. При этом частота рецессивного аллеля будет составлять:
а) 1/3;
б) 1/4;
в) 1/2;
г) 1/6.
Литература для подготовки к занятию:
1. Пехов с основами экологии: учебник. – С. Пб.: Изд-во Лань, 2007. – 688 с.
2. , Крыжановский : Полный курс в 3-х т. – М.: ОНИКС 21 век. – 2002. – 544 с.
3. Тейлор Д, Биология: в 3х тт. Т.3. - М.: Мир, 200с.
4. Алтухов процессы в популяции: Учебное пособие для вузов. - М.: Академкнига, 2003. – 431 с.
5. Генетика. Учебник для вузов / Под ред. академика РАМН . – М.: ИКЦ «Академкнига», 2006. – 638с.
6. . , Стволин человека: Учебник для вузов. – М.: Гуманит. издат центр «Владос», 200с.
Вопросы для подготовки к занятию:
1. Что изучает генетика популяций?
2. Что такое изменчивость?
3. Что такое группы сцепления и как гены располагаются на хромосомах?
4. Сформулируйте современную концепцию гена.
5. Что понимается под кроссинговером и генетической рекомбинацией?
6. Что такое генетический груз и чем он определяется?
7. Какова роль случайности в эволюции?
8. Каковы условия для выполнения закона Харди-Вайнберга?
9. Сформулируйте закон Харди-Вайнберга.
Раздел 3. Экология и охрана природы (вопросы, рассматриваемые в лекционном курсе).
15. Экосистемы и сообщества. Надорганизменные уровни жизни. Экосистема (биогеоценоз) – строение, типы, смена. Экосистема (биогеоценоз) как совокупность живой и неживой составляющих. Структура экосистемы. Взаимоотношения в экосистемах (конкуренция, нейтрализм, паразитизм, хищничество, комменсализм, аменсализм, протокооперация, мутуализм). Основные понятия, используемые в экологии.
16. Основные законы экологии. Среды обитания. Экологические факторы. Действие абиотических и биотических экологических факторов. Учение о биосфере. Законы Либиха, Шелфорда, Команера и т. д.
По разделу 3 рассматривается 1 тема семинарских занятий.
Тема 7. Структура и динамика экосистем. Основные законы экологии. Доклады студентов с презентацией и их обсуждение. (2 часа)
Цель: изучить основные законы экологии, структуру и динамику экосистем.
Темы докладов:
1. Абиотические факторы среды.
2. Биотические факторы среды.
3. Антропогенные факторы и охрана окружающей среды.
4. Экосистемы и их типы.
5. Структура экосистем.
6. Динамика экосистем.
7. Законы экологии.
8. Изменение климата и его влияние на экосистемы.
9. Цепи питания и экологические пирамиды.
10. Взаимоотношения между организмами
11. Экологические риски.
Литература для подготовки к занятию:
1. Пехов с основами экологии: учебник. – С. Пб.: Изд-во Лань, 2007. – 688с.
2. , Крыжановский : Полный курс в 3-х т. – М.: ОНИКС 21 век. – 2002. – 544 с.
3. Тейлор Д, Биология: в 3х тт. Т.2. - М.: Мир, 200с
4. , , Кудрина живых систем.- М.: НИА. Природа, РЭФИА, 20с.
5. Белозерский в глобальную экологию. – СПб.: Изд-во СПб университета, 2002. – 464 с.
Вопросы для подготовки к занятию:
1. Проблемы современной экологии
2. Подходы и методы экологии
3. Классификация факторов (абиотические, биотические и антропогенные).
4. Экосистемы. Общая структура экосистем
5. Популяция и ее свойства
6. Поток энергии и круговорот питательных веществ в экосистемах.
7. Пищевые цепи и трофические уровни
8. Продуктивность экосистем
9. Взаимодействия между популяциями
10. Закон лимитирующего фактора Ю. Либиха.
11. Закон толерантности Шелфорда
Тема 8. Контрольная работа по курсу «Общая биология». Зачетное занятие. (2 часа)
Цель: проверить усвоенные студентами знания по курсу «Общая биология»
Примерные вопросы для зачетного занятия:
1. История биологии – основные этапы.
2. Классификация биологических наук.
3. Методы исследований в биологии
4. Происхождение жизни на Земле.
5. Основные гипотезы происхождения жизни
6. Происхождение прокариот
7. Происхождение эукариот
8. Теория симбиогенеза
9. Предпосылки появления теории эволюции Дарвина
10. Основные положения теории эволюции Дарвина
11. Современная теория эволюции
12. Доказательства синтетической теории эволюции
13. Живое и неживое. Признаки живой материи
14. Уровни организации живой материи
15. Функции живого вещества
16. Основные законы эволюции живого вещества в биосфере
17. Биохимические законы
18. Обмен веществ в клетке.
19. Пластический обмен. Фотосинтез.
20. Энергетический обмен. Дыхание.
21. Теория Митчелла
22. Законы биоэнергетики
23. Классификация и свойства биополимеров.
24. Значение биополимеров для клетки.
25. Синтез ДНК и РНК
26. Синтез белков
27. Деление клетки. Митоз. Мейоз. Амитоз
28. Гаметогенез, оплодотворение и эмбриональное развитие
29. Основные принципы наследования и наследственности
30. Законы Менделя.
31. Взаимодействие аллельных генов
32. Взаимодействие неаллельных генов.
33. Наследование пола.
34. Сцепленное наследование.
35. Мутации. Типы мутаций.
36. Экология. Разделы экологии.
37. Экосистемы и биогеоценозы. Типы экосистем.
38. Состав экосистем и их динамика.
39. Основные законы экологии.
40. «Законы» Коммонера
41. Экологические факторы
42. Биологическая продуктивность. Виды продукций.
43. Цепи питания и экологические пирамиды.
44. Взаимоотношения между организмами
45. Экологические риски.
Библиографический список
А) Основная литература:
1. Пехов с основами экологии: учебник. – С. Пб.: Изд-во Лань, 2007. – 688с.
2. , Севостьянова биология: Учебник для вузов. – М.: Академия, 2005. – 400 с.
3. , Крыжановский : Полный курс в 3-х т. – М.: ОНИКС 21 век. – 2002. – 544 с.
4. , , Милютин биология: Учебное пособие для вузов - Высшая школа, 2005. – 463 с.
5. Тейлор Д, Биология: в 3х тт. Т.1. - М.: Мир, 200с.
6. Тейлор Д, Биология: в 3х тт. Т.2. - М.: Мир, 200с
7. Тейлор Д, Биология: в 3х тт. Т.3. - М.: Мир, 200с.
8. Белозерский в глобальную экологию. – СПб.: Изд-во СПб университета, 2002. – 464 с.
Б) Дополнительная литература
1. Алтухов процессы в популяции: Учебное пособие для вузов. - М.: Академкнига, 2003. – 431 с.
2. , , Алешин , цитология и эмбриология. Учебник для вузов. – М.: Медицина, 2002. – 744 с.
3. Виноградов энергии в митохондриях// Соросовский образовательный журнал. – 1999. №9. С.11-19.
4. Генетика. Учебник для вузов / Под ред. академика РАМН . – М.: ИКЦ «Академкнига», 2006. – 638с.
5. , , Никерясова . Учебник для вузов. – М.: Академия, 2004. – 224 с.
6. Чужие среди своих //«В мире науки» №3, 2008
7. Ичас. М. О природе живого: механизмы и смысл.- М.: Мир, 199с.
8. Колесников с основами экологии. – Ростов на Дону. Феникс. 2004. – 224 с.
9. Марков сложности. Эволюционная биология сегодня. Неожиданные открытия и новые вопросы. - CORPUS, Издательство «Астрель», 2010.
10. Опарин данные о происхождении жизни. М.: Знание, 1966
11. Петров человека и культура: Учебник. - М.: Химиздат, 2000 – 384 с.
12. , , Кудрина живых систем.- М.: НИА. Природа, РЭФИА, 20с.
13. Рубин процессы фотосинтеза // Соросовский образовательный журнал. – 1997. №10. С.79-84.
14. Северцов эволюции. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1990
15. Северцов теории эволюции. М.: изд-во МГУ, 1987
16. Скулачев . биологических механизмов запасания энергии// Соросовский образовательный журнал. – 1997. №5. С.11-19.
17. Трансформация энергии в хлоропластах - энергопреобразующих органеллах растительной клетки // Соросовский образовательный журнал. – 1996. №4. С.24-32.
18. Происхождение жизни. - М.: Мир, 1982
19. , Перевозчиков . М.: Изд-во Моск. ун-та, 1991
20. . , Стволин человека: Учебник для вузов. – М.: Гуманит. издат центр «Владос», 20с.
21. , Юсуфов учение. М., 2003.
в) программное обеспечение и Интернет-ресурсы:
1. http://filosof. *****/books/ Постнеклассическая наука: концепции современного естествознания: Учебное пособие
2. http://*****/ //Уоддингтон биологические концепции // На пути к теоретической биологии. I. Пролегомены. — М.: Мир, 1970. С. 11–38.
3. http://*****/lib/430308 // Энергетика живой клетки //«В мире науки» №3, 2006.
Учебное издание
Общая биология: Учебно-методическое пособие к семинарским занятиям
Редактор
Фамилия
Компьютерная верстка:
Подписано в печать (дата) 2011 г. Формат 60х84/16. (А5)
Бумага офсетная. Печать плоская.
Усл. печ. л. ?? (количество страниц/16). Уч.-изд. л. ? ?.
Тираж 100 экз. Заказ????. (Дает РИО)
Редакционно-издательский отдел
Библиотечно-издательского комплекса
Сибирского федерального университета
г. Красноярск, пр. Свободный, 79
Тел/факс (3E-mail *****@***ru
http://rio. *****
Отпечатано Полиграфическим центром
Библиотечно-издательского комплекса
Сибирского федерального университета
г. Красноярск, пр. Свободный, 82а
