МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ КРАСНОЯРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ФИЗИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ КАФЕДРА БИОФИЗИКИ
Одобрено на заседании кафедры биофизики Зав. кафедрой биофизики В.А. Кратасюк ______________ «___»________________2002 г.
Программа составлена в соответствии с государственными образовательными стандартами высшего профессионального образования по специальности «Физика»
УДК 577.3.001.57 Автор-составитель – д.б.н. Кратасюк В. А.
ОБЩАЯ БИОЛОГИЯ Рабочая программа дисциплины для специальности 010400 «Физика» специализаций 010415 «Биофизика» и 010432 «Физическая экология» очной формы обучения
Общая биология: Рабоч. программа дисциплины. Красноярск: РИО КрасГУ, 2002. - 7 с. (экспресс-издание). Предназначена для специальности 010400 «Физика» специализаций 010415 «Биофизика» и 010432 «Физическая экология» очной формы обучения.
КрасГУ, 2002
Красноярск 2002
2
I. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА Данная программа по дисциплине "Общая биология" предназначена для подготовки специалистов по специальности «Физика», специализациям «Биофизика» и «Физическая экология». Ее особенность состоит в фундаментальном характере изложения предмета, имеющего цель сформировать у студентов биологическое мышление и целостное естественнонаучное мировоззрение.
В рабочей программе предусмотрены самостоятельные работы по темам в виде рефератов или научных сообщений. Самостоятельная работа студента посвящена освоению теоретического материала и подготовке к семинарским занятиям.
Программа построена таким образом, что начало изложения, выходя из разделов физики и химии, ведет к пониманию сущности жизни, единства и многообразия живого на Земле, давая затем базу для понимания биологического и социального начал в человеке. Курс "Общая биология" в фундаментальном образовании специалистов-физиков может служить связующим звеном между различными естественнонаучными дисциплинами. Вместе с тем, авторы программы ставили также перед собой задачу научить студентов грамотному восприятию практических проблем, связанных с биологией, в том числе - здоровьем человека, охраной природы, преодолением экологического кризиса, а также привить им навыки экологической культуры.
II. СОДЕРЖАНИЕ КУРСА Тема 1. Введение. Физика и биология. Историческая и методологическая связь наук. История развития биологии. Роль биологии в современном мире. Интеграция наук на примере биофизики. Биофизика как теоретическая биология.
Программа включает три крупных раздела: - живые системы (сущность жизни, уровни и принципы биологической организации, многообразие живых организмов). Этот раздел связан в единое целое с курсами физики и химии и завершается представлениями об эволюции Земли; - человек (человек как биологический вид; особенности физиологии; соматическое, психическое и социальное начала в природе человека; факторы здоровья и экологического риска, место человека в эволюции Земли); - основы экологии (биосфера, ее структура, динамика, ресурсы; природа и общество, глобальные экологические проблемы). Содержание программы курса базируется на биолого-экологических знаниях, заложенных в полном школьном курсе биологии, и раскрывает фундаментальные представления наук о жизни на более глубоком естественнонаучном и философском уровне, дает возможность рассмотреть основные понятия и законы биологии и экологии применительно к биологическим системам возрастающей сложности. Программа определяет общий объем знаний по биологии и экологии в соответствии с государственными требованиями к содержанию блока дисциплин специализации. Программа составлена таким образом, чтобы студенты получили целостное представление о мире живого и знания, необходимые для сохранения биосферы. При составлении рабочих программ должны быть учтены будущие профессиональные интересы студентов в соответствии с особенностями выполнения курсовых и дипломных научных работ студентов. 3
Практические занятия возможны в вузах, где есть кафедры или факультеты биологии, располагающие необходимыми средствами.
Тема 2. Критерии живого. Совокупность физических, химических и биологических критериев живого. Происхождение жизни. Физико-химические предпосылки происхождения жизни на Земле. Тема 3. Разнообразие жизни на Земле. Принципы систематики, строения, жизненный цикл, питание, размножение. Прокариоты и эукариоты. Происхождение эукариот. Вирусы и бактерии. Одноклеточность или многоклеточность. Типы растений и животных. Грибы, водоросли, печеночники и мхи, папоротники и хвощи, семенные растения. Царство животных. Зоология беспозвоночных. Простейшие, кишечнополостные, плоские, круглые, кольчатые черви, моллюски или мягкотелые, членистоногие или насекомые, иглокожие. Классы типа хордовых. Приспособления к жизни на суше и в воде. Другие адаптации. Тема 4. Цитология. Строение клетки, органеллы и их функции. Клеточные мембраны, ядро, цитоплазма, эндоплазматический ретикулум, рибосомы, аппарат Гольджи, лизосомы, пероксисомы или микротельца, микротрубочки и микрофиламенты, митохондрии, и для растительных клеток - клеточные стенки, плазмодесмы, хлоропласты, вакуоли, пластиды. Митоз, мейоз. Тема 5. Эмбриология животных. Рост и деление клеток. Клеточный цикл. Гаметы, Спермато- и оогенез. Оплодотворение. Типы дробления. Бластуляция. Типы бластул. Гаструляция. Типы гаструл. Зародышевые листки. Органогенез. Гаплоидные и диплоидные поколения. Клеточные механизмы развития, детерминация и дифференцировка. Ткани. Тема 6.Физиология животных и человека. Строение и функции органов. Размножение и развитие человека. Питание и пищеварение. Внутренняя среда организма. Координационные механизмы у животных. Поведение. Тема 7.Физиология растений. Строение и функции растений. Формы растений. Корни и почва. Транспорт веществ в растении. Размножение и рост цветковых
4
растений. Половое размножение цветковых растений. Вегетативное размножение. Гормоны растений. Тема 8. Генетика. Хранение и передача наследственной информации. Дискретность признаков. Хромосомы, гены, аллели. Наследование признаков. Законы Менделя. Сцепленность признаков. Взаимодействия между генами. Полигенное наследование. Определение пола. Признаки, сцепленные с полом. Кроссинговер. Генотип и фенотип. Мутации. ДНК и РНК как источник изменчивости. Механизмы репликации и репарации ДНК. Генетический код. генетическая рекомбинация. Синтез и процессинг РНК, рибосомные и транспортные РНК, синтез белка. Генетика популяций.
1. Гладышев М.И. Основы экологической биофизики водных систем. Новосибирск: Наука. Сиб. предприятие РАН, 1999 – 113 с. 2. Биологический энциклопедический словарь/ Под ред. М.С. Гилярова. – М.: Сов. энциклопедия, 1989. – 864 с. 3. Албертс Б., Брей Д., Льюис Дж., Рэфф М. Молекулярная биология клетки, в 5-ти томах. - М.: Мир, 1986. 4. Владимиров Ю.А. Лекции по биофизике. http://www.fbm.msu.ru/Academics/Manuals/BioPhys/BPh01/biophysi.html. 5. Рейвн П., Эверт Р., Айкхорн С. Современная ботаника, в 2-х томах, М.: Мир, 1990. 6. Реймерс Н.Ф. Популярный биологический словарь. - М.: Наука, 1990.
Тема 9. Иммунная система. Антигены. Функциональные свойства, тонкая структура и разнообразие антител. Система комплемента. Т-лимфоциты и клеточный иммунитет. Тема 10. Теория эволюции. История эволюционного учения. Ж.Б. Ламарк. Ч. Дарвин. Основные постулаты теории эволюции Дарвина-Уоллеса. Генетические основы эволюции. Популяционная генетика, генофонд популяции, частоты аллелей. Отбор, интенсивность отбора, естественный и искусственный отбор. Генетический вклад в будущие поколения. Действие отбора на изменчивость. Другие эволюционные механизмы. Видообразование. Физико-химические факторы эволюции. Макроэволюция. Эволюция человека. Тема 11. Экология. Распространение организмов. Уровни организации живого, понятие экологической системы, биосферы и биоценоза. Популяции. Сообщества. Динамика популяций. Трофические цепи, поток энергии и круговорот веществ в экосистеме. Разнообразие экосистем. Геофизические и геохимические факторы, ландшафт, географическая зональность. Ноосфера. Рациональное природопользование. Устойчивость экосистем. III.ФОРМЫ КОНТРОЛЯ Контрольные работы проводятся по каждой теме. Итоговый контроль - зачет. IV. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КУРСА Список литературы Основная литература 1. Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. Биология, в 3-х томах. - М.: Мир, 1996. 2. Кемп П., Армс К. Введение в биологию: Пер. с анг. - М.: Мир, 1988. - 671 с. Дополнительная литература 5
6
Общая биология Составитель: Валентина Александровна Кратасюк Редактор И.А. Вейсик
Корректура автора
Подписано в печать 19.11.2002 Тиражируется на электронных носителях Заказ 173 Дата выхода 26.11.2002 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
