Проблемы и задачи общей биологии и экологии: Методические указания для студентов технологического факультета

Государственный комитет Российской Федерации по рыболовству Камчатский государственный технический университет

УДК 574/578 ББК 28.0 К89 Рецензент:

Кафедра биологии и химии

А.С. Латкин, доктор технических наук, профессор

Кузякина Т.И. К89 ПРОБЛЕМЫ И ЗАДАЧИ ОБЩЕЙ БИОЛОГИИ И ЭКОЛОГИИ Методические указания для студентов технологического факультета

Проблемы и задачи общей биологии и экологии. Методические указания для студентов технологического факультета. – Петропавловск-Камчатский: КамчатГТУ, 2003. – 11 с. Методические указания составлены в соответствии с требованиями к обязательному минимуму содержания основной образовательной программы подготовки специалиста государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования. Рассмотрены и одобрены на заседании кафедры биологии и химии (протокол № 7 от 27 января 2003 г.). Рекомендованы к изданию на заседании ученого совета КамчатГТУ (протокол № 8 от 25 апреля 2003 г.).

УДК 574/578 ББК 28.0

© КамчатГТУ, 2003 © Кузякина Т.И., 2003

Петропавловск-Камчатский 2003 2

ПРЕДИСЛОВИЕ В настоящее время сохранение качества жизни, сохранение природы, сведение к минимуму вредных для окружающей среды последствий хозяйственной деятельности человека, охрана здоровья населения должны быть делом не только специалистовбиологов или работников здравоохранения, но и в не меньшей степени – специалистов, работающих в промышленности. Методические указания предназначены для студентов технических специальностей, которые в своей профессиональной деятельности будут участвовать в развитии производительных сил России. Специалисты небиологического профиля будут решать задачи профессиональной деятельности, исходя из последствий, которые будут иметь эти решения для человеческого общества и биосферы. Такое понимание может быть достигнуто только при глубоком изучении биологии и экологии. Научное, сбалансированное природопользование – одно из необходимых условий нашего экономического и социального прогресса. Только глубоко овладев законами природы можно резко повысить уровень технологии в промышленности 1. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ОБЩЕЙ БИОЛОГИИ И ЭКОЛОГИИ 1.1. Цели изучения общей биологии и экологии Проблемы общей биологии и экологии должны стать для студента (курсанта) базовой структурой понимания закономерностей развития всего живого на Земле, понимания сущности того сверхсложного многообразия, которое утилитарно называется биологическими ресурсами (в том числе - водными), понимания системных законов экологии. При владении основами общей биологии и экологии и других естественных наук, должно сформироваться современное мышление, которое, может привести к разработке действительно рациональных принципов и способов использования возобновимых биологических ресурсов моря и их эффективной охране. Биологическая и тесно связанная с ней экологическая 3

грамотность специалиста любого профиля - характерная черта нашего времени, требование мирового уровня экономической деятельности. 1.2. Задачи изучения общей биологии и экологии Студенты (курсанты) должны получить представление о взглядах на сущность жизни, о прошлых и современных взглядах на ее структуры, объединенные на различных уровнях организации – от организма до биосферы. Они должны, в общих чертах, понимать принципы и закономерности развития, или эволюции – понимать экологию как часть биологического знания, и грамотно оценить место и роль человеческой деятельности в масштабах планеты, океана, континента, моря, конкретного промыслового района. Соответственно, в результате проработки содержания тем студенты будут располагать основным блоком знаний по следующим разделам общей биологии и экологии. – Предмет биологии как дисциплины, смысл получения биологических знаний, понятие о подразделениях биологии, о ее связях и взаимодействии со смежными науками. – Краткая история биологии (раздельно – додарвиновский, дарвиновский и постдарвиновский периоды). – Понимание жизни как планетарного и космического явления. – Краткий обзор глобальных подразделений растительного и животного царств. – Принципы оценки биологического разнообразия. – Принципиальное устройство прокариотов и эукариотов, организмов беспозвоночных и позвоночных животных, низших и высший растений, доступная современному пониманию функциональность их строения. – Проблемы и задачи экологии. Системные законы макроэкологии. – Системы «человек – экономика – биота – среда». – Актуальные проблемы организации управления природопользованием.

4

Тема 13

Тема 1 Тема 2 Тема 3 Тема 4 Тема 5

Тема 6 Тема 7

Тема 8 Тема 9 Тема 10 Тема 11

Тема 12

2. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Тема 14

2.1. Наименование тем, их содержание

Тема 15 Тема 16

Введение. Предмет общая биология. Проблемы и задачи общей биологии. Возникновение жизни на Земле. Предпосылки возникновения жизни на Земле. Химическая эволюция. Гипотезы и теории происхождения жизни (божественное начало, самозарождение, панспермия и др.) Роль вулканизма в происхождении жизни. Гипотеза вулканолога Е.К. Мархинина. Клетка. Химическая организация клетки. Неорганические и органические вещества клетки. Нуклеиновые кислоты. Пластический и энергетический обмены клетки. Строение клетки. Прокариотическая и эукариотическая клетки. Строение растительной клетки. Ядро клетки. Функции ядра. Клеточная теория строения организмов. Неклеточные формы жизни. Вирусы и бактериофаги. Размножение и индивидуальное развитие организмов. Бесполое и половое размножение. Индивидуальное развитие организмов (онтогенез). Эмбриональное развитие организмов. Постэмбриональное развитие организмов. Додарвиновский период развития в биологии (Линней, Ламарк, Кувье и др.) Дарвиновский период в развитии биологии. Естественный и искусственный отбор. Движущие силы эволюции. Внутривидовая и межвидовая борьба. Постдарвиновский период биологии. Критика теории Дарвина. 5

Тема 17

Тема 18 Тема 19 Тема 20 Тема 21 Тема 22 Тема 23 Тема 24

Тема 25

Тема 26

Система органического мира. Систематика, таксономия, классификация. Система органического мира (Надцарства, Царства и т.д.). Характеристика таксонов. Развитие жизни на Земле. Геохронологическая шкала. Происхождение и эволюция человека. Эволюция приматов. Особенности строения человека в отличии от животных. Основные понятия генетики. Закономерности наследования признаков. Первый закон Менделя – закон единообразия первого поколения гибридов. Закон доминирования. Множественный аллелизм. Второй закон Менделя – закон расщепления. Дигибридное и полигибридное скрещивание. Третий закон Менделя. Сцепленное наследование генов. Взаимодействие генов. Наследственная (генотипическая) изменчивость. Фенотипическая изменчивость. Селекция растений, животных и микроорганизмов. Закон гомологических рядов наследственности и изменчивости Н.Н. Вавилова. Введение. Проблемы и задачи экологии. Структура макроэкологии. Методы экологии. Общие понятия. Свойства сложных систем. Системные законы макроэкологии. Причинные связи и системное поведение. Система «Человек-Экономика-Биота-среда» (ЧЭБС). Биота. Экосистемы и экосфера. Основы биологической организации. Популяции. Экосистемы. Биосфера. Экосфера. Биотический круговорот. Эволюция экосферы. Среда факторы воздействия. Закономерности воздействия абиотических и биотических факторов. Экология важнейших факторов среды. Среды жизни. Водная среда. Социальная экология. Изъятие природных ресурсов и загрязнение среды. Водные ресурсы. Управление экоразвитием и экологизацией. 6

3. ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ 3.1. Общая биология 1. Биология- наука о жизни. 2. Объекты биологии. 3. Задачи биологии. 4. Значение биологии для человека. 5. Додарвиновский период развития биологии. 6. Дарвиновский период развития биологии. 7. Постдарвиновский период развития биологии. 8. Искусственный отбор, формы. 9. Естественный отбор, формы. 10. Приспособленность организмов к условиям внешней среды. 11. Физиологическая адаптация. 12. Эволюция органического мира. 13. Вид, популяция. 14. Вклад С.С. Четверикова в популяционную генетику. 15. Микроэволюция. 16. Макроэволюция. 17. Биологические прогресс и регресс. 18. Развитие жизни на земле. Геохронологическая шкала. 19. Неорганические вещества в составе клетки. 20. Органические вещества, входящие в состав клетки. 21. Обмен веществ и преобразование энергии в клетке. 22. Пластический обмен. Энергетический обмен в клетке. 23. Строение и функции клеток. 24. Строение прокариотической клетки. 25. Строение эукариотической клетки. 26. Клеточная теория строения организмов. 27. Вирусы. Неклеточные формы жизни. 28. Многообразие живого мира. Основные свойства живых организмов. 29. Уровни организации живой материи. 30. Свойства живых систем. 31. Предпосылки возникновения жизни на земле. 32. Современные представления о возникновении жизни. 7

33. Роль вулканизма в происхождении жизни. 34. Начальные этапы развития жизни. 35. Химическая организация клетки. 36. Основные понятия генетики. 37. Закономерности наследования признаков. 38. Первый закон Менделя – закон единообразия первого поколения гибридов. 39. Закон доминирования, неполное доминирование. 40. Множественный аллелизм. 41. Второй закон Менделя – закон расщепления. 42. Дигибридное и полигибридное скрещивание. Третий закон Менделя. 43. Сцепленное наследование генов. 44. Взаимодействие генов. 45. Наследственная (генотипическая) изменчивость. 46. Фенотипическая изменчивость. 47. Селекция растений, животных и микроорганизмов. 48. Закон гомологических рядов наследственности изменчивости Н.И. Вавилова. 49. Деление клеток. 50. Особенности строения растительной клетки. 51. Неклеточные формы жизни. 52. Размножение живых организмов. 53. Бесполое размножение. 54. Половое размножение. 55. Краткий обзор гербарного дела. 56. Сбор растений. Гербарный лист, гербарный экземпляр. 57. Световая микроскопия. 58. Люминисцентная и электронная микроскопии. 59. Особенности строения человека, в отличие от животных. 60. Происхождение и эволюция человека. 61. Эволюция приматов. 3.2. Экология 1. 2. 3. 4.

Проблемы, задачи экологии. Структура макроэкологии. Методы экологии. Системный подход в экологии. Свойства сложных систем. 8

5. Системные законы макроэкологии. 6. Системы «человек – экономика – биота - среда». 7. Практическое значение экологических знаний для деятельности человека в промышленности и сельском хозяйстве. 8. Характер связей между организмами в экологической системе. 9. Биота. Экосистемы и экосфера. 10. Среда. Факторы и воздействия. 11. Основные среды жизни. 12. Водная среда. 13. Человек. Социальная экология. 14. Экономика: изъятие природных ресурсов и загрязнение среды. 15. Техногенные поражения и экологическая безопасность. 16. Экологические стратегии. Проблемы выхода из экологического кризиса. 17. Экологизация экономики. 18. Управление экоразвитием и экологизацией. 19. Актуальные проблемы организации управления природопользованием в России. ЛИТЕРАТУРА Основная литература 1. Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. Биология (т. 1) М., Мир, 1990 2. Майр Э. Популяции, виды и эволюция. М., Мир, 1974 3. Тимофеев-Ресовский Н.В., Воронцов Н.Н., Яблоков А.В. Краткий очерк теории эволюции. М., Наука, 1969 (1977). 4. Тимофеев-Ресовский Н.В., Яблоков А.В., Глотов Н.В. Очерк учения о популяции. М., Наука, 1973. 5. Догель В.А. Зоология беспозвоночных. 1978. 6. Наумов Н.П., Карташов Н.Н. Зоология позвоночных. М., Высшая школа, 1979 (2 тома). 7. Хржановский В.Г., Пономаренко С.Ф. Ботаника. М., Агропромиздат, 1988. 8. Яблоков А.В. Популяционная биология. М., Высшая школа, 1987. 9

9. Яковлев Г.П., Челомбитько В.А. Ботаника. М., Высшая школа, 1990. 10. Белов С.В. и др. Охрана окружающей среды: Учебник. М.: Высшая школа, 1991. 319с. 11. Жизнь животных / Под ред. В.Е. Соколова 2-е изд., Т. 1-7 М.: Просвещение 1987-1989. 12. Жизнь растений / Под ред. А.А. Федорова. Т. 1-6. М.: Просвещение. 1974-1982г. 13. Одум Ю. Экология / Пер. с анг. Т. 1-2. М. Мир. 1986. 14. Реймерс Н.Ф. Экология (теория, законы, правила, принципы и гипотезы). М.: 1994. 15. Фукарек Ф., Мюллер Г. Шустер Р. Растительный мир Земли / Пер. с нем. Т. 1-2. М.: Мир, 1982. 16. Стадницкий Г.В. , Родионов А.Н. Экология, 1995. Дополнительная литература 1. Глазер Р. Биология в новом свете. М., Мир, 1978. 2. Гриффин Д., Новик Эл. Живой организм. М., Мир, 1973. 3. Камшилов М.М. Биотический круговорот. М., Наука, 1970. 4. Медников Б.М. Аксиомы биологии. М., Знание, 1982. 5. Ньют Д. Рост и развитие животных. М., Мир, 1973. 6. Пузанов И.И. Зоогеография. М., Учпедгиз, 1938. 7. Сковрон С. Развитие теории эволюции. Варшава, Польск. Гос. Мед. Изд-во, 1965. 8. Солбриг О., Солбриг Д. Популяционная биология и эволюция. М., Мир, 1982. 9. Хаксли ДЖ. Удивительный мир эволюции. М. Мир, 1971. 10. Шредингер Э. Что такое жизнь с точки зрения физики? М., Гос. Изд-во иностр. лит-ры., 1947

10

СОДЕРЖАНИЕ Предисловие ……………………………………………….….

3

1. Цель и задачи биологии и экологии ………………………

3

1.1. Цель и изучения общей биологии и экологии …….

3

1.2. Задачи изучения общей биологии и экологии …….

4

2. Содержание дисциплины ………………………….………

5

2.1. Наименование тем и содержание …………………..

5

3. Вопросы для самопроверки ……………………………….

7

3.1. Общая биология ……………………………………..

7

3.2. Экология ……………………………………………..

8

Литература (основная и дополнительная)…………………..

9 Кузякина Тамара Ивановна ПРОБЛЕМЫ И ЗАДАЧИ ОБЩЕЙ БИОЛОГИИ И ЭКОЛОГИИ Методические указания для студентов технологического факультета

В авторской редакции Компьютерный набор Кондрич Л.В. Верстка, оригинал-макет Бабух Е.Е. Лицензия ИД № 02187 от 30.06.00 г. Подписано в печать 03.07.2003 г. Формат 61*86/16. Печать офсетная. Гарнитура Times New Roman Усл. печ. л. 0,97. Тираж 25 экз. Заказ № 123 Редакционно-издательский отдел Камчатского государственного технического университета Отпечатано полиграфическим участком РИО КамчатГТУ 683003, г. Петропавловск-Камчатский, ул. Ключевская, 35

11

12