МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ   И МОЛОДЕЖНОЙ ПОЛИТИКИ СТАВРОПОЛЬСКОГО КРАЯ государственное Бюджетное ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ образовательное учреждение «СТАВРОПОЛЬСКИЙ  РЕГИНАЛЬНЫЙ МНОГОПРОФИЛЬНЫЙ КОЛЛЕДЖ»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС

 

ПО ДИСЦИПЛИНЕ

 

 ОДБ. 12  БИОЛОГИЯ

 

 

 

 

ДЛЯ СТУДЕНТОВ ОЧНОЙ ФОРМЫ ОБУЧЕНИЯ

 

 по специальностям:

 

23.02.03 Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта

13.02.11 Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического      оборудования

            

 

 

 

 

 

 

 

СТАВРОПОЛЬ, 2016 год

Составитель: Ракчеева Н.А., преподаватель ГБПОУ «Ставропольский  региональный многопрофильный колледж»  

 

Учебно-методический комплекс по дисциплине Биология составлен в соответствии с требованиями к минимуму результатов освоения дисциплины, изложенными в соответствии с  Федеральным государственным образовательным стандартом среднего (полного) общего образования по специальностям: 

23.02.03 Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта

13.02.11 Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического      оборудования

           

 

Учебно-методический комплекс по учебной  дисциплине Биология  адресован студентам очной формы обучения.

УМКД включает теоретический блок, задания по самостоятельному изучению тем дисциплины, вопросы для самоконтроля, перечень точек рубежного контроля, а также вопросы  по промежуточной аттестации.

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

Наименование разделов	стр.
1. Введение	4
2. Образовательный маршрут	5
3. Содержание дисциплины 3.1 Введение. Химическая организация клетки 3.2 Строение и функции клетки 3.3 Обмен веществ и превращение энергии в клетке. Жизненный цикл клетки 3.4 Размножение организмов 3.5 Индивидуальное развитие организма 3.6 Законы Г.Менделя 3.7 Гене­тика пола. 3.8 Наследственная и модификационная  изменчивость. 3.9 Селекция растений, животных и микроорганизмов. 3.10 Происхождение и начальные этапы развития жизни на Земле 3.11 История развития эволюционных идей 3.12 Микроэволюция и макроэволюция 3.13 Антропогенез. Человеческие расы. Несостоятельность расизма 3.14 Предмет экологии. Экологические факторы среды 3.15 Биосфера. Охрана биосферы 3.16 Влияние деятельности человека на биосферу 3.17 Бионика	6
4. Контроль и оценка результатов освоения учебной дисциплины	32
5. Промежуточный контроль	33
5. Глоссарий	33
6. Информационное обеспечение дисциплины	37

Уважаемый студент!

 

Учебно-методический комплекс по учебной  дисциплине  Биология создан Вам в помощь для работы на занятиях,  при выполнении домашнего задания и подготовки к текущему и итоговому контролю по дисциплине.

 

УМК по дисциплине  включает теоретический блок, перечень практических занятий  работ, задания для самостоятельного изучения тем дисциплины, вопросы для самоконтроля, перечень точек рубежного контроля.

Приступая к изучению новой учебной дисциплины, Вы должны внимательно изучить список рекомендованной основной и вспомогательной литературы. Из всего массива рекомендованной литературы следует опираться на литературу, указанную как основную.

По каждой теме в УМК перечислены основные понятия и термины, вопросы, необходимые для изучения (план изучения темы), а также краткая информация по каждому вопросу из подлежащих изучению.  Наличие тезисной информации по теме позволит Вам вспомнить ключевые моменты, рассмотренные преподавателем на занятии.

Основные понятия, используемые при изучении содержания дисциплины, приведены в глоссарии.

В процессе изучения учебной  дисциплины предусмотрена самостоятельная внеаудиторная работа, включающая проработку конспекта, подготовку докладов, сообщений, конспектирования темы, решения задач.

Содержание точек рубежного контроля разработано на основе вопросов самоконтроля, приведенных по каждой теме.

По  итогам изучения дисциплины проводится дифференцированный  зачет.

В результате освоения дисциплины Вы должны уметь:

§     владеть основополагающими понятиями и представлениями о живой природе, ее уровневой организации и эволюции; уверенно пользоваться биологической терминологией и символикой;

§     объяснять результаты биологических экспериментов, решать элементарные биологические задачи;

§     сформировать собственную позицию по отношению к биологической информации, получаемой из разных источников, к глобальным экологическим проблемам и путям их решения;

§     сравнивать биологические объекты, анализировать, оценивать и обобщать сведения, уметь находить и использовать информацию из различных источников.

В результате освоения дисциплины Вы должны знать:

§     современную естественнонаучную картину мира;

§     основные методы научного познания, используемые  при биологических исследованиях живых объектов и экосистем: описание, измерение, проведение наблюдений; выявление и оценка антропогенных изменений в природе.

 

Внимание! Если в ходе изучения дисциплины у Вас возникают трудности, то Вы всегда можете к преподавателю прийти на дополнительные занятия, которые проводятся согласно графику. Время проведения дополнительных занятий Вы сможете узнать у преподавателя, а также познакомившись с графиком их проведения, размещенном на двери кабинета преподавателя.

            В случае, если Вы пропустили занятия, Вы также всегда можете прийти на консультацию к преподавателю в часы дополнительных занятий.

 

 

 

 

 

Образовательный маршрут по дисциплине

Таблица 1

Формы отчетности, обязательные для сдачи	Количество
лабораторные занятия	не предусмотрены
практические занятия	не предусмотрены
Точки рубежного контроля	5
Итоговая аттестация	дифференцированный зачет

 

 

Желаем Вам удачи!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

РАЗДЕЛ 1. УЧЕНИЕ О КЛЕТКЕ

Тема1.1  Химическая организация клетки

 

Основные понятия и термины по теме: химический состав клетки,  макро- и микроэлементы клетки, строение органических веществ клетки, белки, липиды, углеводы.

 

План изучения темы (перечень вопросов, обязательных к изучению):

1.Химический состав клетки

2. Химические вещества клетки

3. Вода и ее биологические функции

4. Роль макро- и микроэлементов в клетке

 

Краткое изложение теоретических вопросов:

 

                                                   Химический состав клетки

 

Неорганические вещества                      Органические вещества

·     Белки

·     Жиры

·     Углеводы

·     Нуклеиновые кислоты

 Вода                 Минеральные вещества

 

           микроэлементы

                   Органогены   макроэлементы

 

Химические вещества клетки

неорганические	Содержание, %	органические	Содержание, %
Вода Минеральные вещества	70-80 1,0-1,5	Белки Жиры Углеводы Нуклеиновые кислоты АТФ и др. органические кислоты	10-20 1-5 0,2-2,0 1,0-2,0   0,1-0,5

Вода играет важнейшую роль в жизни клеток и живых организмов в целом. Помимо того, что она входит в их состав, для многих организмов это еще и среда обитания. Роль воды в клетке определяется ее свойствами. Свойства эти довольно уникальны и связаны главным образом с малыми размерами молекул воды, с полярностью ее молекул и с их способностью соединяться друг с другом водородными связями.

Биологические функции воды

Транспортная. Вода обеспечивает передвижение веществ в клетке и организме, поглощение веществ и выведение про­дуктов метаболизма.

Метаболическая. Вода является средой для всех биохими­ческих реакций в клетке. Ее молекулы участвуют во многих химических реакциях, например при образовании или гидро­лизе полимеров. В процессе фотосинтеза вода является доно­ром электронов и источником атомов водорода. Она же явля­ется источником свободного кислорода.

Структурная. Цитоплазма клеток содержит от 60 до 95 % воды. У растений вода определяет тургор клеток, а у некото­рых животных выполняет опорные функции, являясь гидро­статическим скелетом (круглые и кольчатые черви, иглоко­жие).

Вода участвует в образовании смазывающих жидкостей (си­новиальная в суставах позвоночных; плевральная в плевраль­ной полости, перикардиальная в околосердечной сумке) и слизей (которые облегчают передвижение веществ по кишеч­нику, создают влажную среду на слизистых оболочках дыхательных путей). Она входит в состав слюны, желчи, слез, спер­мы и др.

                             Содержание химических элементов в клетке, %

органогены	макроэлементы	микроэлементы
Кислород 65-75 Углерод 15-18 Водород 8-10 Азот 1-3	Магний 0,02-0,03 Натрий 0,02-0,03 Кальций 0,04-200 Железо 0,01 – 0,02 Калий 015-0,40 Сера 0,15-0,20 Фосфор 0,20-1,00 Хлор 0,05-0,10	Цинк 0,0003 Медь 0,0002 Йод 0,0001 Фтор 0,0001 Марганец и бор – 0,001-0,000001

 

Роль макроэлементов в клетке

элемент	функции
магний	Входит в состав ферментов, необходимых для функционирования мышечной, нервной и костной тканей, входит в состав хлорофилла
натрий	Участвует в поддержании сердечного ритма (вместе с ионами калия и кальция), в поддержании биоэлектрического потенциала на мембране клетки
кальций	Входит в состав костей, участвует в образовании желчи, в процессах свёртывания крови
железо	Входит в состав гемоглобина (переносчика кислорода) и миоглобина.
калий	Участвует в проведении нервного импульса, в поддержании сердечного ритма, участвует в поддержании биоэлектрического потенциала на мембране клетки.
сера	Входит в состав серосодержащих аминокислот (цистеин, цистин, метионин), в состав инсулина, витамина В1, биотина.
фосфор	Входит в состав костной ткани, зубной эмали, в состав нуклеиновых кислот и АТФ.

 

Роль микроэлементов

Фтор – входит в состав костей и эмали зубов.

Марганец – входит в состав ферментов, необходимых для роста костей.

Йод – входит в состав гормона поджелудочной железы – тироксина.

Кобальт – входит в состав витамина В₁₂.

РАЗДЕЛ 1. УЧЕНИЕ О КЛЕТКЕ

Тема 1.2 Строение и функции клетки

 

Основные понятия и термины по теме: клеточная  теория, органоиды клетки, плазматическая мембрана, лизосомы, эндоплазматическая сеть, рибосомы, комплекс Гольджи, ядро, митохондрии, пластиды, вирусы.

 

План изучения темы (перечень вопросов, обязательных к изучению):

1.Основные  положения клеточной теории

2. Органоиды клетки

 

Краткое изложение теоретических вопросов:

Основные  положения клеточной теории:

1. Все организмы (кроме вирусов) состоят из клеток; клетка является элементарной структурной, генетической и функциональной единицей живого.

2. Развитие всех организмов начинается с одной живой клетки, поэтому она является элементарной единицей развития всех организмов (кроме вирусов).

3. В многоклеточных организмах клетки специализируются на выполнении определенных функций, при этом их строение изменяется и становится приспособленным к выполнению таких функций.

Плазматическая мембрана. Оболочка клеток имеет сложное строение. Она состоит из наружного слоя и расположенной под ним плазматической мембраны, которая выполняет след. функции:

1. Оболочка клетки поддерживает форму клетки и придает механическую прочность как клетке, так и организму в целом.

2. Защищает клетку от механических повреждений.

3. Осуществляет узнавание молекулярных сигналов (действие гормонов или других веществ).

4. Регулирует обмен веществ между клеткой и средой (внешней или внутренней средой многоклеточного организма).

Лизосомы- мелкие органоиды сферической формы, размером 0,5-2 мкм. Они образованы мембраной, внутри которой содержатся ферментов, которые осуществляют  гидролиз белков, нуклеиновых кислот, углеводов, жиров,  участвуют в удалении отмирающих в процессе жизнедеятельности частей клеток, целых клеток и органов.

Эндоплазматическая сеть-система каналов и полостей, которые соединяются друг с другом и образуют сеть (ЭПС). Известны два ее типа - гранулярная и гладкая. На мембранах каналов и гранулярной сети располагается  мелкие округлые телеца - рибосомы, которые  участвуют в синтезе белка. На мембранах гладкой ЭПС происходит синтез липидов и углеводов.

Рибосомы-органоиды бобовидной формы, состоят из белка и РНК в отношении 1:1. Функция рибосом состоит в том, что в них происходит биосинтез белковых молекул.

Комплекс Гольджи- состоит из цистерн (плоских полых мешочков). Функция комплекса Гольджи – выведение из клетки различных секретов (ферментов, гормонов).  По каналам эндоплазматической сети к нему транспортируются продукты  деятельности клетки - белки, углеводы и жиры.  Эти вещества сначала накапливаются, а затем в виде пузырьков поступают в цитоплазму и  используются в самой клетке в процессе ее жизнедеятельности, либо выводятся из нее и используются в организме.

Ядро. Компоненты ядра: ядерная оболочка, хроматин, ядрышко, кариоплазма

Функции:

1.Контролирует жизнедеятельность клетки, регулируя процессы синтеза белка, обмена веществ и энергии

2.Хранит генетическую информацию, заключенную в ДНК, и передает ее дочерним клеткам в процессе клеточного деления.

Митохондрии. Впервые митохондрии обнаружены в виде гранул в мышечных клетках в 1850 году. Число митохондрий в клетке непостоянно. Наружная мембрана – гладкая, внутренняя – складчатая. Складки – кристы, внутри – матрикс, в нем кольцевая ДНК и рибосомы.

Функции: кислородное расщепление органических веществ с образованием АТФ.

Пластиды:

Лейкопласты — неокрашенные пластиды,  выполняют запасающую функцию. В лейкопластах клубней картофеля накапливается крахмал. Лейкопласты высших растений могут превращаться в хлоропласты или хромопласты.

Хромопласты — пластиды, окрашенные в жёлтый, красный или оранжевый цвет. Окраска хромопластов связана с накоплением в них каротиноидов. Хромопласты определяют окраску осенних листьев, лепестков цветов, корнеплодов, созревших плодов.

Хлоропласты — пластиды, несущие фотосинтезирующие пигменты — хлорофиллы. Имеют зелёную окраску у высших растений  и зелёных водорослей.

Вирусы- мельчайшие возбудители инфекционных болезней. В переводе с латинского означает «яд, ядовитое начало». До конца 19 в. термин «вирус» использовался в медицине для обозначения любого инфекционного агента, вызывающего заболевание. Современное значение это слово приобрело после 1892, когда русский ботаник Д.И.Ивановский установил  возбудителя мозаичной болезни табака (табачной мозаики).

     Вирусы – это внутриклеточные паразиты, они могут жить и размножаться только в живых клетках. Вирусы паразитируют на клетках организмов всех царств живой природы. Вирусы бактерий называются бактериофаги.

    Значение вирусов: вызывают инфекционные заболевания (грипп, герпес, СПИД и т.д.); некоторые вирусы могут встраивать свою ДНК в хромосомы клетки-хозяина, вызывая мутации.

 

 

РАЗДЕЛ 1 УЧЕНИЕ О КЛЕТКЕ

Тема 1.3 Обмен веществ и превращение энергии в клетке. Жизненный цикл клетки

Основные понятия и термины по теме: автоторофы, гетеротрофы, фотосинтез, хлорофилл, хлоропласты, световая и темновая фазы, значение процесса фотосинтеза.

 

План изучения темы (перечень вопросов, обязательных к изучению):

1.      Автотрофные и гетеротрофные организмы

2.      Процесс фотосинтеза.

3.       Роль  хлорофилла в  осуществлении фотосинтеза.

4.      Значение процесса фотосинтеза

Краткое изложение теоретических вопросов:

По способу получения энергии все организмы делятся на две группы – автотрофные и гетеротрофные.

Автотрофы – это организмы, осуществляющие питание (то есть получающие энергию) за счет неорганических соединений. К ним относятся некоторые бактерии и все зеленые растения. В зависимости от того, какой источник энергии используется автотрофными организмами для синтеза органических соединений, их делят на две группы: фототрофы и хемотрофы.

Для фототрофов источником энергии служит свет, а хемотрофы используют энергию, освобождающуюся при окислительно-восстановительных реакциях. Зеленые растения являются фототрофами. При помощи содержащегося в хлоропластах хлорофилла они осуществляют фотосинтез – преобразование световой энергии в энергию химических связей.

Рисунок 1. Схема процесс фотосинтеза

 

Фотосинтез. Фотосинтезом называют образование органических (и неорганических) молекул из неорганических за счет использования энергии солнечного света. Этот процесс состоит из двух фаз – световой и темновой (см. рис.1).

В световой фазе кванты света – фотоны – взаимодействуют с молекулами хлорофилла, в результате чего эти молекулы на очень короткое время переходят в более богатое энергией «возбужденное» состояние. Затем избыточная энергия части возбужденных молекул преобразуется в теплоту или испускается в виде света. Другая ее часть передается ионам водорода Н⁺, всегда имеющимся в водном растворе вследствие диссоциации воды.

Н₂О → Н⁺ + ОН

Образовавшиеся атомы водорода (Н⁰) непрочно соединяются с органическими молекулами – переносчиками водорода. Ионы гидроксила ОН отдают свои электроны другим молекулам и превращаются в свободные радикалы ОН⁰. Радикалы ОН⁰ взаимодействуют друг с другом, в результате чего образуются вода и молекулярный кислород:

4ОН → О₂ + 2Н₂О

Таким образом, источником молекулярного кислорода, образующегося в процессе фотосинтеза и выделяющегося в атмосферу, является вода, расщепляющаяся в результате фотолиза – разложение воды под влиянием света. Кроме фотолиза воды энергия света используется в световой фазе для синтеза АТФ из АДФ и фосфата без участия кислорода.

Это очень эффективный процесс: в хлоропластах образуется в 30 раз больше АТФ, чем в митохондриях тех же растений с участием кислорода. Таким путем накапливается энергия, необходимая для процессов, происходящих в темновой фазе фотосинтеза.

В комплексе химических реакций темновой фазы, для течения которых свет не обязателен, ключевое место занимает связывание СО₂. В этих реакциях участвуют молекулы АТФ, синтезированные во время световой фазы, и атомы водорода, образовавшиеся в процессе фотолиза воды и связанные с молекулами-переносчиками:

6СО₂ + 24Н⁰         С₆Н₁₂О₆ + 6Н₂О

Так энергия солнечного света преобразуется в энергию химических связей сложных органических соединений.

Как уже отмечалось выше, побочным продуктом фотосинтеза зеленых растений является молекулярный кислород, выделяемый в атмосферу. Свободный кислород в атмосфере является мощным фактором преобразования веществ. Его появление послужило предпосылкой возникновения на нашей планете аэробного типа обмена веществ.

 

Задания для самостоятельного выполнения:

Составление конспекта  по теме: «Борьба с вирусными заболеваниями (СПИД и др.)»

 

Форма контроля самостоятельной работы:

 Проверка конспектирования  темы «Борьба с вирусными заболеваниями (СПИД и др.)»

 

Вопросы для самоконтроля по теме:

1.Охарактеризовать  химический состав клетки

2. Охарактеризовать органоиды, входящие в состав клетки

3. Дать понятие  автотрофным  гетеротрофным организмам.

4. Охарактеризовать процесс фотосинтеза.

5. Дать  оценку процессу фотосинтеза.

 

 РАЗДЕЛ 2. ОРГАНИЗМ. РАЗМНОЖЕНИЕ И ИНДИВИДУАЛЬНОЕ РАЗВИТИЕ ОРГАНИЗМОВ

Тема 2.1 Размножение организмов

 

Основные понятия и термины по теме: формы размножения организмов, сравнительная характеристика видов размножения, бесполое размножение, значение размножения.

 

План изучения темы (перечень вопросов, обязательных к изучению):

1.Формы размножения организмов.

2.Сравнительная характеристика видов размножения.

3. Виды бесполого размножения.

4. Биологическое значение размножения.

Краткое изложение теоретических вопросов:

Формы размножения организмов

 

Сравнительная характеристика видов размножения

Бесполое размножение	Половое размножение
Более древний способ	Более молодой способ
1 родительская особь	2 родительские особи
Высокая скорость размножения	Скорость размножения невелика
Генетический материал не обновляется	Обновляется
Эффективен в стабильных, не меняющихся условиях	Эффективен в постоянно меняющихся условиях
Без участия половых клеток	При помощи половых клеток- гамет
Дочерние особи идентичны родительской	Дочерние особи не идентичны родительской

Виды бесполого размножения

Вид бесполого размножения	определение	Примеры
Деление надвое	Размножение, при котором из одной материнской особи путем митоза образуются две дочерние клетки	Бактерии, простейшие, одноклеточные водоросли
Спорами	Размножение при помощи специальных гаплоидных клеток, предназначенных для размножения	Грибы, папоротники, мхи, водоросли
Частями вегетативных органов	Размножение при помощи корней, стебля, побега или его видоизменений ( клубня, корневища, луковицы)	Растения
Фрагментация	Размножение отдельными частями организма путем их регенерации	Черви, водоросли, плесневелые грибы
Почкование	Образование новой особи в виде выроста на теле материнской при возможном дальнейшем отделении от нее	Кишечнополостные

Значение  размножения в природе и  хозяйственной деятельности человека.
 Размножение — воспроизведение себе подобных организмов, что обеспечивает существование видов в течение многих тысячелетий, способствует увеличению численности особей вида, преемственности жизни. Способы вегетативного размножения, встречающиеся в природе,  применяются в хозяйственной деятельности человека для размножения культурных растений (искусственное вегетативное размножение). Особенное значение имеют черенкование и прививка - пересадка части побега одного растения (привоя) на др. растение (подвой).

 

РАЗДЕЛ 2. ОРГАНИЗМ. РАЗМНОЖЕНИЕ И ИНДИВИДУАЛЬНОЕ РАЗВИТИЕ ОРГАНИЗМОВ

Тема 2.2 Индивидуальное развитие организма

Основные понятия и термины по теме: развитие, индивидуальное, эмбриональное, постэмбриональное, организмы.

План изучения темы (перечень вопросов, обязательных к изучению):

1. Особенности  индивидуального развития организмов (бластула и  гаструла).

2.Дифференцировка клеток.

 

Краткое изложение теоретических вопросов:

    Развитие организма начинается с одноклеточной стадии. Оплодотворенное яйцо – клетка и в то же время уже организм на самой ранней стадии его развития. В результате многократных делений одноклеточный организм превращается в многоклеточный. Возникшее при оплодотворении путем слияния сперматозоида и яйцеклетки ядро обычно уже через несколько минут начинает делиться, вместе с ним делится и цитоплазма. Образующиеся клетки, еще сильно отличающиеся от клеток взрослого организма, называются бластомерами. При делении бластомеров размеры их не увеличиваются, поэтому процесс деления носит название дробления. Вдавления цитоплазмы, образующиеся при делении цитоплазмы одной клетки на две, получили название борозд дробления. В период дробления накапливается клеточный материал для дальнейшего развития.

Первая борозда дробления проходит в меридиональной плоскости, соединяющей оба полюса – вегетативный и анимальный, и делит зиготу на две одинаковые клетки. Это стадия двух бластомеров. Вторая борозда также меридиональна, но перпендикулярна первой. Она разделяет оба бластомера, возникших в результате первого деления, надвое – образуются четыре сходных бластомера.Завершается дробление образованием однослойного многоклеточного зародыша – бластулы.

Все клетки в бластуле имеют диплоидный набор хромосом, одинаковы по строению и отличаются друг от друга главным образом пo количеству содержащегося в них желтка. Такие клетки, не имеющие признаков специализации и неприспособленные для выполнения определенных функций, называют  недифференцированными клетками.

Рисунок 1 Гаструляция у ланцетника, А – бластула, Б, В, Г – гаструляция, 1 – эктодерма, 2 – энтодерма

 

Еще одна важная черта дробления – то, что цитоплазма зиготы при делении не перемещается. Эти и ряд других различий в организации цитоплазмы яйца создают основу для дифференцировки клеток, вследствие которой из разных клеток бластулы образуются те или иные органы и ткани.

Бластула  в процессе развития переходит в новую стадию, которая называется гаструлой. Зародыш на этой стадии состоит из явно разделенных пластов клеток, так называемых зародышевых листков: наружного, или эктодермы и внутреннего, или энтодермы. Совокупность процессов, приводящих к образованию гаструлы, называется гаструляцией.

Рисунок 2 Зародышевые листки

У многоклеточных животных, кроме кишечнополостных, параллельно с гаструляцией или, как у ланцетника, вслед за ней возникает и третий зародышевый листок – мезодерма, который представляет собой совокупность клеточных элементов, расположенных между экто- и энтодермой в первичной полости тела. Вследствие появления мезодермы зародыш становится трехслойным (рис.2).

Таким образом, сущность процесса гаструляции заключается в перемещении клеточных масс. Клетки зародыша практически не делятся и не растут.

Однако на этой стадии начинается использование генетической информации клеток зародыша, появляются первые признаки дифференцировки.

Дифференцировка – это процесс возникновения и нарастания структурных и функциональных различий между отдельными клетками и частями зародыша. С морфологической точки зрения дифференцирование выражается в том, что образуются несколько сотен типов клеток специфического строения, отличающихся друг от друга. С биохимической точки зрения специализация клеток заключается в синтезе определенных белков, свойственных только данному типу клеток. Биохимическая специализация клеток обеспечивается дифференциальной активностью генов, то есть в клетках разных зародышевых листков – зачатков определенных органов и систем – начинают функционировать разные группы генов.

При дальнейшей дифференцировке клеток, входящих в состав зародышевых листков, из эктодермы образуются нервная система, органы чувств, эпителий кожи, эмаль зубов; из энтодермы – эпителий средней кишки, пищеварительные железы – печень и поджелудочная железа, эпителий жабр и легких; из мезодермы – мышечная ткань, соединительная ткань, кровеносная система, почки, половые железы и др.

 

Задания для самостоятельного выполнения

Подготовка докладов на тему: «Последствия влияния алкоголя,

никотина, наркотических веществ, загрязнения среды на развитие человека»

 

Форма контроля самостоятельной работы:

 Проверка подготовки докладов  на тему: «Последствия влияния алкоголя,

никотина, наркотических веществ, загрязнения среды на развитие человека»

 

Вопросы для самоконтроля по теме:

1.Охарактеризовать различные  формы размножения организмов.

2.Какие стадии индивидуального развитие организма вы знаете?

3.В чем состоят особенности   образования бластулы и  гаструлы?

4. Рассказать о процессе дифференцировки клеток.

 

 

             РАЗДЕЛ 3. ОСНОВЫ ГЕНЕТИКИ И СЕЛЕКЦИИ

Тема 3.1 Основы учения о наследственности и изменчивости

Тема 3.1.1 Законы Г.Менделя

 

Основные понятия и термины по теме: 1-й закон Менделя, закон единообразия первого поколения, гибриды, 2-й закон Менделя, закон расщепления, признак доминантный, рецессивный.

 

План изучения темы (перечень вопросов, обязательных к изучению):

1.      1-й закон Менделя – закон единообразия первого поколения гибридов

2.      2-й закон Менделя (закон расщепления).

 

      Краткое изложение теоретических вопросов:

В 1856–66 годах чешским монахом Грегором Менделем были поставлены знаменитые опыты, результатом которых стало появление новой науки – генетики. Объектом для экспериментов был выбран огородный горох, так как существует множество его сортов, чётко различающихся по ряду признаков; растения легко выращивать и скрещивать.

Мендель проводил скрещивание – опылял растения одного типа пыльцой растений другого типа. Ряд предосторожностей (например, удаление тычинок у цветков, которые впоследствии опылялись, и надевание колпачков на цветы, чтобы избежать дополнительного опыления со стороны других растений) позволили получить достоверные результаты. Во всех случаях из семян, собранных с этих гибридов, вырастали растения с пазушными цветками. Признак «пазушные цветки», наблюдаемый у гибридов первого поколения, был назван доминантным, признак «верхушечные цветки» – рецессивным.

Далее растениям первого гибридного поколения была предоставлена возможность самоопылиться. Во втором гибридном поколении у части растений образовались пазушные цветки, а у другой части – верхушечные. Мендель предположил, что признак «верхушечные цветки» присутствовал и в первом поколении, но в скрытом виде. Во всех подобных опытах, проведённых с какой-либо парой признаков, примерно три четверти гибридов второго поколения обладали признаком, проявлявшимся и в первом поколении гибридов (его назвали доминантным), а четверть потомства второго поколения обладала признаком, не проявившимся у гибридов первого поколения (рецессивным). Важно, что чем больше опытов было поставлено, тем ближе был полученный результат к отношению 3:1.

На основании этой серии опытов были сделаны следующие выводы:

- У родительских растений было по два одинаковых «фактора» (например, «пазушные цветки» либо «верхушечные цветки»).

- Гибриды первого поколения получили по одному фактору от каждого родителя, причём эти факторы не слились, а сохранили свою индивидуальность.

Таким образом, был сформулирован закон расщепления (первый закон Менделя).

Признаки данного организма детерминируются парами внутренних факторов (генов). Второе поколение потомков от моногибридного скрещивания примерно на четверть состоит из особей с рецессивным признаком.

Итак, каждый признак организма контролируется парой вариантов гена (или, как говорят, порой аллелей). Если в генотипе организма имеются аллели обоих типов, то один из них (доминантный) будет проявляться, полностью подавляя другой (рецессивный).

    В описанных опытах проводилось моногибридное скрещивание – брались особи, различавшиеся только по одному признаку. В дальнейшем Мендель перешёл к изучению дигибридного скрещивания, когда по той же методике ставились опыты над чистосортными (гомозиготными) особями, различающимися по двум признакам (например, жёлтые и зелёные семена, морщинистые и гладкие семена). В результате, во втором поколении могли получиться особи с семенами четырёх типов: жёлтые и гладкие, жёлтые и морщинистые, зелёные и гладкие, зелёные и морщинистые. Соотношение разных фенотипов во втором поколении составило примерно 9 : 3 : 3 : 1. При этом для каждой пары признаков приближённо выполнялось соотношение 3 : 1. На основании этого Мендель вывелпринцип независимого распределения (второй закон Менделя).

Каждый признак из одной пары признаков может сочетаться с любым признаком из другой пары. При этом пары признаков распределяются по потомкам независимо одна от другой.

Схему дигибридного скрещивания удобно записывать в специальной таблице – так называемой решётке Пеннета; при этом количество возможных ошибок при определении генотипа потомства сводится к минимуму. Все генотипы мужских гамет вносятся в заголовки вертикальных столбцов, а все генотипы женских гамет – в заголовки горизонтальных. Если вернуться к примеру с семенами гороха, то можно выяснить, что вероятность появления во втором поколении особей с гладкими семенами (доминантный аллель) равняется 3/4, с морщинистыми семенами – 1/4 (рецессивный аллель), с жёлтыми семенами – 3/4 (доминантный аллель) и с зелёными семенами – 1/4 (рецессивный аллель). Таким образом, вероятности сочетания аллелей в генотипе равны:

- гладкие и жёлтые – 9/16 (3/4 ∙ 3/4);

- гладкие и зелёные – 3/16 (3/4 ∙ 1/4);

- морщинистые и жёлтые – 3/16 (1/4 ∙ 3/4);

- морщинистые и зелёные – 1/16 (1/4 ∙ 1/4).

          

           

               РАЗДЕЛ 3. ОСНОВЫ ГЕНЕТИКИ И СЕЛЕКЦИИ

Тема 3.1 Основы учения о наследственности и изменчивости

Тема 3.1.2 Гене­тика пола.

 

Основные понятия и термины по теме: гены, хромосомный набор, зигота, кариотип,  гаметы, наследования признаков, генетика пола.

 

План изучения темы (перечень вопросов, обязательных к изучению):

1. Генетика пола.
2.  Наследования признаков, сцепленных с полом

 

Краткое изложение теоретических вопросов:

Гены представляют собой структурные и функциональные единицы наследственности. Пол у животных чаще всего определяется в момент оплодотворения. В этом случае важнейшая роль в генетическом определении пола принадлежит хромосомному набору зиготы.

Вспомним, что в наборе хромосом зиготы содержатся парные – гомологичные хромосомы, одинаковые по форме, размерам и содержащие одинаковые гены. В женском кариотипе все хромосомы парные. В мужском кариотипе всегда имеется одна крупная равноплечая непарная хромосома, не имеющая гомолога, и маленькая палочковидная хромосома, встречающаяся только в кариотипе мужчин. Таким образом, кариотип человека содержит 22 пары хромосом, одинаковых у мужского и женского организма, и одну пару хромосом, по которой различаются оба пола. Хромосомы, одинаковые у обоих полов, называют аутосомами. Хромосомы, по которым мужской и женский пол отличаются друг от друга, называют половыми. Половые хромосомы у женщин одинаковы, их называют Х-хромосомами. У мужчин имеется X-хромосома и одна Y-хромосома. При созревании половых клеток в результате мейоза гаметы получают гаплоидный набор хромосом. При этом все яйцеклетки имеют по одной Х-хромосоме. Пол, который образуют гаметы, одинаковые по половой хромосоме, называют гомогаметным и обозначается XX.

При сперматогенезе получаются гаметы двух сортов: половина несет Х-хромосому, половина – Y-хромосому.

Пол, который формирует гаметы, неодинаковые по половой хромосоме, называют гетерогаметным и обозначают как XY.

У человека, дрозофилы и ряда других организмов гомогаметен женский пол; у бабочек, пресмыкающихся, птиц – мужской. Кариотип петуха обозначают как XX, а кариотип курицы – XY.

У человека решающую роль в определении пола играет Y-хромосома. Если яйцеклетка оплодотворяется сперматозоидом, несущим Х-хромосому, развивается женский организм. Следовательно, женщины имеют одну Х-хромосому от отца и одну Х-хромосому от матери. Если яйцеклетка оплодотворяется сперматозоидом, несущим Y-хромосому, развивается мужской организм. Мужчина (XY) получает Х-хромосому только от матери. Этим обусловлена особенность наследования генов, расположенных в половых хромосомах.

Наследование признаков, гены которых находятся в Х- или Y-хромосомах, называют наследованием, сцепленным с полом. Таким образом, сцеплением генов с полом называют локализацию генов в половой хромосоме. Распределение этих генов в потомстве должно соответствовать распределению половых хромосом в мейозе и их сочетанию при оплодотворении. Рассмотрим наследование генов, расположенных в Х-хромосоме. Следует иметь в виду, что в половых хромосомах могут находиться и гены, не участвующие в развитии половых признаков. Так, Х-хромосома дрозофилы включает ген, от которого зависит окраска глаз. Х-хромосома человека содержит ген, определяющий свертываемость крови (Н). Его рецессивная аллель (h) вызывает тяжелое заболевание – гемофилию. В этой же хромосоме находятся гены, обусловливающие слепоту к красному и зеленому цвету (дальтонизм), форму и размер зубов, синтез ряда ферментов и т. д.

 

         

РАЗДЕЛ 3. ОСНОВЫ ГЕНЕТИКИ И СЕЛЕКЦИИ

Тема 3.2 Наследственная и модификационная  изменчивость.

 

Основные понятия и термины по теме: гены, фенотип,  виды изменчивости, норма реакции, мутации, классификация, кариотип, хромосомы, размножение.

 

План изучения темы (перечень вопросов, обязательных к изучению):

1. Модификационная  изменчивость.
2. Наследственная изменчивость

 

Краткое изложение теоретических вопросов:

 Модификационная изменчивость

На проявление гена значительное влияние оказывают другие гены, то есть выражение гена в виде признака зависит от генотипической среды. На развитие признака влияют и регуляторные системы организма, в первую очередь эндокринная. Такие признаки у петухов, как яркое оперение, большой гребень, характер пения и тембр голоса, обусловлены действием мужского полового гормона. Введение же петухам женских половых гормонов включает гены, обусловливающие синтез в печени белков, входящих в состав желтка яйцеклетки. В норме эти гены «работают» только у кур. Следовательно, внутренняя среда организма также оказывает сильное влияние на проявление генов в форме признака.

   Каждый организм развивается и обитает в определенных внешних условиях, испытывая на себе действие факторов внешней среды – колебаний температуры, освещенности, влажности, количества и качества пищи, а также вступает во взаимоотношения с другими организмами. Все эти факторы могут изменять морфологические и физиологические свойства организмов, то есть их фенотип.

Отметим еще одну особенность изменчивости, вызванную факторами внешней среды. Листья одного и того же растения стрелолиста или водяного лютика имеют разную форму в зависимости от того, находятся ли они в воде или в воздушной среде. У всех стрелолистов в воде будут длинные тонкие листья, а у всех лютиков – изрезанные. Точно так же под действием ультрафиолетовых лучей у всех людей, если они не альбиносы, возникает загар – накопление в коже гранул пигмента меланина, хотя и в неодинаковой степени. Таким образом, на действие определенного фактора внешней среды каждый вид организмов реагирует специфически и реакция (в форме изменения признака) оказывается сходной у всех особей данного вида.

Это обстоятельство позволило Ч. Дарвину назвать ненаследственную изменчивость групповой или определенной. Вместе с тем изменчивость признака под влиянием условий внешней среды не беспредельна.

Если рассмотреть проявление какого-либо признака в группе организмов, то можно заметить, что степень его выраженности различна у разных организмов. Однако большая часть особей будет обладать средними значениями изучаемого признака или свойства и, чем дальше отклонения от средней нормы, тем меньшее число особей будет обладать такими отличиями. Степень варьирования признака или, другими словами, пределы модификационной изменчивости, называют нормой реакци.  

К наследственной изменчивости относят такие изменения признаков организма, которые определяются генотипом и сохраняются в ряду поколений. Вследствие внезапных изменений, стойко передающихся по наследству, возникли карликовый сорт душистого горошка, растения с махровыми цветками. Чаще же это мелкие, едва заметные уклонения от нормы. Наследственные изменения генетического материала называют мутациями.

Наследственная изменчивость.

Мутации возникают вследствие изменения структуры гена (то есть последовательности нуклеотидов в ДНК) или хромосом и служат единственным источником генетического разнообразия внутри вида. Благодаря постоянному мутационному процессу возникают различные варианты генов, составляющие резерв наследственной изменчивости.

Классификация мутаций.

Мутации по характеру проявления бывают доминантными и рецессивными. Большинство из них рецессивны и не проявляются у гетерозигот. Это обстоятельство очень важно для существования вида. Мутации оказываются, как правило, вредными, поскольку вносят нарушения в тонко сбалансированную систему биохимических превращений. Обладатели вредных доминантных мутаций, сразу же проявляющихся в гомо- и гетерозиготном организме, часто оказываются нежизнеспособными и погибают на самых ранних этапах онтогенеза.

При изменении условий внешней среды, в новой обстановке, некоторые ранее вредные рецессивные мутации, составляющие резерв наследственной изменчивости, могут оказаться полезными, и носители таких мутаций получают преимущество в процессе естественного отбора.

Мутации нередко понижают жизнеспособность или плодовитость. Мутации, резко снижающие жизнеспособность, частично или полностью останавливающие развитие, называют полулетальными, а несовместимые с жизнью – летальными. У человека к таким мутациям относится рецессивный ген гемофилии, причем у мужчин он носит полулетальный характер, а гомозиготные женщины оказываются нежизнеспособными.

Мутации классифицируют и по уровню их возникновения.

1.                  Изменения, обусловленные заменой одного или нескольких нуклеотидов в пределах одного гена, называют генными или точковыми мутациями. Они влекут за собой изменения структуры строения белков, заключающиеся в появлении новой последовательности аминокислот в полипептидной цепи, и, как следствие, изменения функциональной активности белковой молекулы.

2.                  Изменения структуры хромосом называют хромосомными мутациями. Эти мутации могут возникать вследствие утраты части хромосомы. Если в утраченный участок входят жизненно важные гены, то такая мутация может привести организм к гибели. Потеря небольшой части 21-й хромосомы у человека служит причиной развития у детей тяжелого заболевания – острого лейкоза.

3.                  К мутациям относятся также изменения кариотипа, кратные или некратные гаплоидному числу хромосом. Слияние с нормальной гаплоидной гаметой при оплодотворении приводит к образованию зиготы с меньшим или большим числом хромосом по сравнению с диплоидным набором, характерным для данного вида. В таких случаях нарушение генного баланса сопровождается нарушением развития. Известный пример – болезнь Дауна у человека, причина которой – присутствие в кариотипе трех хромосом 21-й пары.

Свойства мутаций:

1. Мутации возникают внезапно, скачкообразно.
2. Мутации наследственны, то есть стойко передаются из поколения в поколение.
3. Мутации случайны и ненаправленны – мутировать может любой ген, вызывая изменение как незначительных, так и жизненно важных признаков.
4. Одни и те же мутации могут возникать повторно.
5. По своему проявлению мутации могут быть полезными и вредными, доминантными и рецессивными.

 

 

 

РАЗДЕЛ 3. ОСНОВЫ ГЕНЕТИКИ И СЕЛЕКЦИИ

Тема 3.3  Селекция растений, животных и микроорганизмов.

 

Основные понятия и термины по теме: методы селекции, искусственный отбор, гибридизация, инбридинг, гетерозис, аутбридинг, мутагенез.

 

План изучения темы (перечень вопросов, обязательных к изучению):

1.      Основные методы селекции

2.      Искусственный отбор

3.      Центры происхождения культурных растений (по Н.И.Вавилову).

 

Краткое изложение теоретических вопросов:

Основные методы селекции.

Интенсификация сельского хозяйства невозможна без создания высокопродуктивных пород животных и сортов растений. Чтобы их создать, необходимо использование современных методов селекции.

 

Искусственный отбор предполагает целенаправленное создание новых форм растений и животных. При массовом отборе из потомства берут растения или животных с нужными признаками и снова скрещивают их между собой, получая гибриды второго поколения. Среди них опять производят массовый отбор особей с нужными признаками и т. д. Так, например, были получены новые сорта ржи.

При индивидуальном отборе выбирают отдельную особь с  интересующим человека признаком и получают от нее потомство. Чаще всего методом индивидуального отбора создаются новые сорта самоопыляющихся растений, когда в размножении участвует только одна особь пшеницы, овса, ячменя. Потомство одной самоопыляющейся особи представляет собой чистую линию, которая благодаря самоопылению будет состоять из гомозиготных организмов.

Гибридизация – это процесс получения гибридов от двух отличающихся по генотипу родительских организмов, размножающихся половых путем.

Близкородственное скрещивание  - инбридинг.

Депрессия – ухудшение ряда признаков у потомства.

Гетерозис – повышение жизнеспособности и мощное развитие гибридов первого поколения при межвидовых скрещиваниях.

Межвидовая гибридизация – аутбридинг.

Получение  межвидовых гибридов (аутбридинг) является важным методом селекции.

Межвидовую гибридизацию применяют  в основном в  животноводстве. Например, с древности люди используют мула. Мул — гибрид кобылицы с ослом. Мулы бесплодны, но очень сильны, выносливы, долго живут, обладают спокойным нравом. При помощи межвидовой гибридизации получен также гибрид пшеницы и ржи, названный «тритикале». Тритикале дает много зерна и кормовой зеленой массы.

 Мутагенез – это процесс возникновения наследственных изменений (мутаций) под влиянием различных физических и химических факторов (мутагенов).

Таким путем были получены новые высокоурожайные сорта ячменя и пшеницы. Кроме того, при помощи искусственного мутагенеза выведены новые штаммы бактерий и разновидности грибов, выделяющие витамины, пищевые аминокислоты, антибиотики и т. п.

 

Центры происхождения культурных растений (по Н.И.Вавилову).

 

Задания для самостоятельного выполнения:

Решение задач по генетике

 

Форма контроля самостоятельной работы:

Проверка решения задач.

 

Вопросы для самоконтроля по теме:

1.Объяснить фенотипические  изменение окраски шерсти гималайского кролика под влиянием различных температур.

2.Объяснить особенности изменчивости, вызванной факторами внешней среды (на примере стрелолиста).

3.Какова связь мутаций и факторов внешней среды?

4.Охарактеризовать методы изучения генетики человека

5.Каковы причины наследственные заболеваний?

 

 

РАЗДЕЛ 4. ПРОИСХОЖДЕНИЕ И РАЗВИТИЕ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ. ЭВОЛЮЦИОННОЕ УЧЕНИЕ

Тема 4.1 Происхождение и начальные этапы развития жизни на Земле

 

Основные понятия и термины по теме: эон, эры, архейская,  протерозойская, катархей, протерозой, гетеротрофы, синезеленые водоросли, организмы с ядром в клетках.

 

План изучения темы (перечень вопросов, обязательных к изучению):

1. Геологические периоды  и эры в истории Земли.

2. Ранние формы жизни.

3. Появиление  первых  организмы с ядром в клетках.

 

Краткое изложение теоретических вопросов:

С 1930 года геологи делят историю Земли на два больших эона: криптозой, он же докембрий, и фанерозой (греч. «время явной жизни»). Фанерозойский эон начался примерно 570 миллионов лет назад и идёт по сей день; первые же геологические породы докембрия, доступные для изучения, имеют возраст около 3,5 миллиардов лет.

Криптозойский эон делят на две эры: архейскую и протерозойскую. Считается, что архей закончился (и протерозой начался) 2,5–2,7 миллиарда лет назад. Иногда из архея выделяют катархей (4,5–3 миллиарда лет назад).

В геологии с докембрием связывают крупнейшие месторождения меди, золота, железа, алюминия, свинца, урана и многих других металлов. В докембрийских отложениях отсутствует скелетная фауна, которая служит основой для построения шкалы времени в фанерозое; тем не менее, органических остатков здесь достаточно много. Первые организмы появились уже в архее и были, по-видимому, гетеротрофами, так как химические реакции, необходимые для синтеза органических веществ, слишком сложны, чтобы возникнуть у самых ранних форм жизни.

Возрастание численности гетеротрофов должно было привести к уменьшению количества пищевых ресурсов. Возникшая конкуренция ускорила появление автотрофов, способных использовать энергию света для синтеза сложные органические вещества. Первые фотосинтезирующие организмы не выделяли кислород; лишь потом появились организмы, подобные синезелёным водорослям, наполнившие атмосферу молекулярным кислородом. Полагают, что за всё время жизнедеятельности фотосинтезирующих организмов в атмосферу выделились десятки квадриллионов тонн кислорода – в несколько десятков раз больше, чем существует сейчас. Увеличение концентрации O₂ привело к образованию озонового слоя в атмосфере, что в свою очередь вызвало уменьшение количества жёсткого излучения, достигающего поверхности Земли. Это, с одной стороны, уменьшило скорость эволюции, но с другой стороны, позволило образоваться устойчивым формам с полезными признаками.

Около полутора миллиардов лет назад, в верхнем протерозое, называемом также рифей, появились первые организмы с ядром в клетках. Несколько позже от колониальных жгутиконосцев произошли многоклеточные животные. В переходном эдиакаранском периоде между криптозоем и фанерозоем были представлены практически все современные царства. Особенно многочисленны остатки животных – кишечнополостных, первых кольчатых червей и членистоногих.

 

Задания для самостоятельного выполнения

Подготовка сообщения по теме: «Возникновение жизни на Земле»

 

Форма контроля самостоятельной работы:

 Проверка подготовки сообщения по теме: «Возникновение жизни на Земле»

 

 

РАЗДЕЛ 4. ПРОИСХОЖДЕНИЕ И РАЗВИТИЕ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ. ЭВОЛЮЦИОННОЕ УЧЕНИЕ

Тема 4.2 История развития эволюционных идей

 

Основные понятия и термины  по теме: эволюция, креационизм, трансформизм, искусственная система, «теория катастроф», дарвинизм.

 

План изучения темы:

1. История развития эволюционных идей.

2. Значение работ К. Линнея, Ж.Б. Ламарка, Ж. Кювье в развитии эволюционных идей в биологии.

3. Эволюционное учение Ч. Дарвина.

Краткое изложение теоретических вопросов:

1. История развития эволюционных идей.

История развития естествознания в античный период тесно связана с развитием философии.  Считалось, что от воли богов зависит  и жизнь людей (креационизм). Так, Гераклит Эфесский (VI в. до н.э.) считал, что мир не создан никем из богов. В нем нет ничего застывшего, все находится в постоянном движении. Все течет, все изменяется, как вода в реке. В трудах великого философа и естествоиспытателя древности Аристотеля (384 — 322 гг. до н.э.) имеются высказывания о развитии живой природы, основанные на знании общего плана строения высших  животных (в книгах Аристотеля упоминается около 500 разных видов). Теофраст (372 — 287 гг. до н.э.). Он описал 400 видов растений, исследовал их органы. В его трактатах содержатся сведения о жизнедеятельности (физиологии) растений, их практическом значении. Фундаментальные труды Аристотеля «О частях животных», «История животных» и Теофраста «Исследования о растениях», обобщающие биологические знания того времени, оказал решающее влияние на последующее развитие биологии.

2. Значение работ К. Линнея, Ж.Б. Ламарка, Ж. Кювье в развитии эволюционных идей в биологии.

Карл Линней (1707—1778), труд «Система природы», выдвинул иерархический принцип систематических категорий: объединил виды в роды, роды в отряды, отряды в классы. Предложил бинарную номенклатуру, создал первую искусственную систему природы. Линней отнес человека к миру животных и поместил его в один отряд с обезьянами. Научное наследие К.Линнея включает 180 опубликованных работ.

Жорж Кювье (1769—1832) был крупнейшим специалистом в области палеонтологии и сравнительной анатомии. Установил сходство между ископаемыми и современными животными.  Кювье разработал «теорию катастроф», которые в прошлом уничтожали всех животных, и после каждой катастрофы происходило сотворение новых живых организмов.

Кювье использовал для подтверждения деятельности творца, он рассматривал в качестве доказательства естественного происхождения и изменения живых организмов (трансформизм).

Жан  Батист  Ламарк (1744- 1829) предложил первую эволюционную теорию, подкрепленную многочисленными  примерами. В основу учения положено представление о постепенном естественном развитии организмов во времени от простого к сложному и роль внешней среды в этом процессе оказывают условия среды. Основной труд «Философия зоологии».

3. Эволюционное учение Ч. Дарвина.

Главная научная заслуга Чарльза Дарвина (1809-1882 ). состоит в том, что он раскрыл основные механизмы и движущие силы эволюции органического мира Земли. Дарвин объяснил суть селекции: человек создает новые породы домашних животных и сорта растений на основе наследственной изменчивости и искусственного отбора. Центральным звеном в теории Дарвина по праву следует считать разработанное им учение о естественном отборе, который, в свою очередь, становится следствием борьбы за существование. Борьба за существование происходит из-за почти неограниченной способности организмов к размножению  (под контролем естественного отбора). Ч. Дарвин считал, что механизмы эволюции едины. Ч. Дарвин вскрыл причины приспособлений организмов и показал относительный характер приспособленности, объяснил саму суть процесса видообразования (принцип дивергенции).

 

РАЗДЕЛ 4. ПРОИСХОЖДЕНИЕ И РАЗВИТИЕ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ. ЭВОЛЮЦИОННОЕ УЧЕНИЕ

Тема 4.3 Микроэволюция и макроэволюция

 

Основные понятия и термины по теме: микроэволюция, макроэволюция,  эволюционные преобразования, генетические изменения, единый эволюционный процесс.

 

План изучения темы (перечень вопросов, обязательных к изучению):

1.Микроэволюция  как  процесс  эволюционных преобразования, происходящих в пределах популяций.

2.Макроэволюция  как  процесс эволюционного преобразования и развития живых организмов на протяжении сотен миллионов лет.

 

Краткое изложение теоретических вопросов:

Современная эволюционная теория подразделяет сложный эволюционный процесс на два этапа: макро- и микроэволюцию.

Микроэволюция - эволюционные преобразования, происходящие в пределах популяций в сравнительно короткие промежутки времени (например, изменение частоты генов, гомо- и гетерозигот в популяции за несколько поколений). Иными словами, микроэволюция — это совокупность элементарных эволюционных явлений, направленно текущих в популяциях под влиянием различных эволюционных факторов. Элементарное эволюционное явление - стойкое изменение генотипического состава популяции, т. е. совокупность необратимых генетических изменений, которые меняют эволюционные возможности популяции.

Такие генетические изменения могут возникнуть в результате действия различных эволюционных факторов и, в конце концов, сведутся либо к возникновению и распространению новых (ранее не существовавших в популяции) наследственных особенностей, либо к возникновению таких сочетаний генов, которые в сумме дадут совершенно новый результат в виде возникновения нового признака.

Микроэволюция, таким образом, - это процесс эволюционного преобразования популяций, приводящий к образованию внутривидовых форм и новых видов как конечного ее результата.

Макроэволюция — это процесс эволюционного преобразования и развития различных групп живых организмов на протяжении десятков и сотен миллионов лет. Иными словами, микроэволюция — это эволюционные преобразования живой природы на уровне выше видового (образование высших таксонов, новых органов и систем, вымирание отдельных групп и т. д.). В общем смысле макроэволюцией можно назвать развитие жизни на Земле в целом, включая и ее происхождение. Макроэволюционным событием считается также возникновение человека, по многим признакам отличающегося от других биологических видов. Между микро- и макроэволюцией нельзя провести резкую грань, потому что процесс микроэволюции, первично вызывающий изменение популяций (вплоть до видообразования), продолжается без какого-либо перерыва и на макроэволюционном уровне внутри вновь возникших форм.

Отсутствие принципиальных различий в протекании микро- и макроэволюционного процесса позволяет рассматривать их как две стороны единого эволюционного процесса, и применять для анализа процесса всей эволюции понятия, разработанные в теории микроэволюции, поскольку макроэволюционные явления (возникновение новых семейств, отрядов и других групп) охватывают десятки миллионов лет и исключают возможность их непосредственного экспериментального исследования.

Островные флора и фауна. Для понимания эволюционного процесса интерес представляют фауна и флора островов. Их состав полностью зависит от происхождения этих островов. Острова могут быть материкового происхождения или океанического. Материковые острова характеризуются флорой и фауной, близкой по составу к материковой. Чем древнее остров и чем более значительная водная преграда, тем больше обнаруживается отличий. При рассмотрении океанических островов, можно обнаружить, что их видовой состав очень беден. Отсутствуют наземные млекопитающие и амфибии. Вся фауна океанических островов - результат случайного заселения. Огромное количество разнообразных факторов указывает на то, что особенности распределения живых существ на планете тесно связаны с преобразованием земной коры и с эволюционным изменением видов.

 

 

Вопросы для самоконтроля по теме:

1.  Охарактеризовать геологические периоды  и эры в истории Земли.

2.  Рассказать о роли жизнедеятельности фотосинтезирующих организмов и их влиянии на   атмосферу Земли.

3. Что изучает эволюционное учение?

4. С именами каких античных ученых связаны древнейшие эволюционные представления?

5. В чем суть эволюционной концепции Ж. Б.Ламарка?

6. Каких ученых справедливо считают предшественниками дарвинизма?

7. В чем значение  эволюционного учения Ч. Дарвина?

8. Дать характеристику микроэволюции  как  процессу эволюционных преобразований, происходящих в пределах популяций.

9. Охарактеризовать процесс макроэволюции  как  эволюционные преобразования и развития организмов  на протяжении сотен миллионов лет.

 

 

 

РАЗДЕЛ 5. ПРОИСХОЖДЕНИЕ ЧЕЛОВЕКА

Тема 5.1 Антропогенез. Человеческие расы. Несостоятельность расизма

Основные понятия и термины по теме: движущие силы, антропогенез, эволюция человека, социальные факторы, человеческие расы,  несостоятельность расизма.

План изучения темы (перечень вопросов, обязательных к изучению):

1.Движущие силы антропогенеза.

2. Человеческие расы.

3. Несостоятельность расизма

 

Краткое изложение теоретических вопросов:

Движущие силы антропогенеза. В эволюции человека - антропогенезе - важнейшая роль принадлежит не только биологическим факторам (изменчивость, наследственность, отбор), но и социальным (речь, накопленный опыт трудовой деятельности и общественного поведения).

 Особенности человека, обусловленные социальными факторами, не фиксируются генетически и передаются не по наследству, а в процессе воспитания и обучения.

Социальные закономерности приобрели важное значение в эволюции человека. Победителями в борьбе за существование оказывались не обязательно самые сильные, а те, кто сохранял слабых: детей - будущее популяции, стариков - хранителей информации о способах выжить (приемы охоты, изготовление орудий и т.п.). Победа популяций в борьбе за существование обеспечивалась не только силой и разумом, но и способностью жертвовать собой   во имя семьи, племени. Человек - общественное существо, отличительной чертой которого является сознание, сформировавшееся на основе коллективного труда.

          Человек - существо биологическое и социальное, что и  определяет его особое положение в природе и качественно отличает от всех других организмов, Благодаря тому, что человек является биологическим существом, его эволюционное развитие подчиняется всем основным закономерностям наследственности и изменчивости. Реализация наследственной информации в условиях определенной внешней среды формирует биологическую природу человека  - его строение и физиологию, создает материальные предпосылки для развития и мышления, способности мозга накапливать информацию нового типа - социальную. В процессе очеловечивания происходит уменьшение плодовитости, удлинение периода детства, замедление полового созревания, возрастание длительности жизни одного поколения.

          Социальная информация передается с помощью слова при обучении и определяет духовный облик индивидуума. Она создается при доминирующей роли социально-экономических факторов - общественной формации, уровня производственных сил, производственных отношений, национальных особенностей и рп. Человек как социальное существо эволюционирует быстрее, чем как существо биологическое, поэтому, несмотря на огромные достижения цивилизации, между человеком, жившим тысячелетия назад, и человеком, живущим сейчас, нет существенных биологических различий. Способности, талант, эмоциональность, добродетели, пороки человека зависят от наследственного предрасположения и действий социальной среды. Генотип человека обеспечивает возможность восприятия социальной программы, а полная реализация его биологической организации возможна лишь в условиях социальной среды.

Человеческие расы

В современном человечестве выделяют три основные расы: европеоидную, монголоидную и негроидную. Это большие группы людей, отличающиеся некоторыми физическими признаками, например чертами лица, цветом кожи, глаз и волос, формой волос. 
Для каждой расы характерно единство происхождения и формирования на определенной территории. 
К европеоидной расе относится коренное население Европы, Южной Азии и Северной Африки. Европеоиды характеризуются узким лицом, сильно выступающим носом, мягкими волосами. Цвет кожи у северных европеоидов светлый, у южных — преимущественно смуглый. 
К монголоидной расе относится коренное население Центральной и Восточной Азии, Индонезии, Сибири. Монголоиды отличаются крупным плоским широким лицом, разрезом глаз, жесткими прямыми волосами, смуглым цветом кожи. 
В негроидной расе выделяют две ветви — африканскую и австралийскую. Для негроидной расы характерны темный цвет кожи, курчавые волосы, темные глаза, широкий и плоский нос. 
Расовые особенности наследственны, но в настоящее время они не имеют существенного значения для жизнедеятельности человека. По-видимому, в далеком прошлом расовые признаки были полезны для их обладателей: темная кожа негров и курчавые волосы, создающие вокруг головы воздушный слой, предохраняли организм от действия солнечных лучей, форма лицевого скелета монголоидов с более обширной носовой полостью, возможно, является полезной для обогрева холодного воздуха перед тем, как он попадает в легкие. По умственным способностям, т. е. способностям к познанию, творческой и вообще трудовой деятельности, все расы одинаковы. Различия в уровне культуры связаны не с биологическими особенностями людей разных рас, а с социальными условиями развития общества. 
Реакционная сущность расизма. Первоначально некоторые ученые путали уровень социального развития с биологическими особенностями и пытались среди современных народов найти переходные формы, связывающие человека с животными. Эти ошибки использовали расисты, которые стали говорить о якобы существующей неполноценности одних рас и народов и превосходстве других, чтобы оправдать беспощадную эксплуатацию и прямое уничтожение многих народов в результате колонизации, захват чужих земель и развязывание войн. Когда европейский и американский капитализм пытался покорить африканские и азиатские народы, высшей была объявлена белая раса. Позднее, когда гитлеровские полчища шагали по Европе, уничтожая захваченное население в лагерях смерти, высшей была объявлена так называемая арийская раса, к которой фашисты причисляли германские народы. Расизм — это реакционная идеология и политика, направленная на оправдание эксплуатации человека человеком. 

Вопросы для самоконтроля по теме:

 1. Перечислить движущие силы антропогенеза.

 2.Привести характеристики основных   человеческих рас.

 3. В чем реакционная сущность расизма?

 

 

РАЗДЕЛ 6. ОСНОВЫ ЭКОЛОГИИ

Тема 6.1 Предмет экологии. Экологические факторы среды

Основные понятия и термины по теме: экология,  экологические факторы среды, абиотические, биотические, антропогенные, характер воздействия.

План изучения темы (перечень вопросов, обязательных к изучению):

1.Предмет экологии

2.Экологические факторы среды

 

Краткое изложение теоретических вопросов:

Определения экологии

Экология — это наука, изучающая взаимоотношения между человеком, растительным и животным миром и окружающей средой, в том числе влияние деятельности человека на окружающую среду и живую природу.
Экология — это наука, изучающая условия существования живых организмов, взаимоотношения между живыми организмами и средой их обитания.
Экология — это познание экономики природы, одновременное исследование всех взаимоотношений живого с органическими и неорганическими компонентами среды… Одним словом, экология — это наука, изучающая все сложные взаимосвязи в природе, рассматриваемые Дарвином как условия борьбы за существование.
Экология — наука о взаимном отношении окружающей среды, живых организмов и человека.

Экологические факторы среды

По характеру воздействия

Прямо действующие — непосредственно влияющие на организм, главным образом на обмен веществ.

Косвенно действующие — влияющие опосредованно, через изменение прямо действующих факторов (рельеф, высота над уровнем моря и др.).

Условно действующие - влияние элементов экосистемы (биогеоценоза) усиленных или ослабленных действием других экологических факторов.

По происхождению

Абиотические — факторы неживой природы:

климатические: годовая сумма температур, среднегодовая температура, влажность, давление воздуха.

эдафические (эдафогенные): механический состав почвы, воздухопроницаемость почвы, кислотность почвы, химический состав почвы

орографические: рельеф, высота над уровнем моря, крутизна и экспозиция склона

химические: газовый состав воздуха, солевой состав воды, концентрация, кислотность

физические: шум, магнитные поля, теплопроводность и теплоёмкость, радиоактивность, интенсивность солнечного излучения.

Биотические — связанные с деятельностью живых организмов:

фитогенные — влияние растений

микогенные — влияние грибов

зоогенные — влияние животных

микробиогенные — влияние микроорганизмов

Антропогенный фактор:

Прямое антропогенное воздействие – непосредственное влияние человека на компоненты экосистемы (биогеоценоза). Это сбор ягод, грибов, вырубка деревьев и т.п.

Косвенное антропогенное воздействие – влияние человека через промежуточный уровень. Это изменение уровня грунтовых вод, изменение температурного режима, радиационное загрязнение и т.п.

Условное антропогенное воздействие – это воздействие биотических и абиотических факторов, усиленных или ослабленных воздействием человека.

 

 

РАЗДЕЛ 6. ОСНОВЫ ЭКОЛОГИИ

Тема 6.2 Биосфера. Охрана биосферы

Основные понятия и термины по теме: биосфера, академик Вернадский, косное вещество, биокосное вещества,  фотосинтез, биоразнообразие, компоненты биосферы, охрана биосферы.

План изучения темы (перечень вопросов, обязательных к изучению):

1.Предмет экологии

2.Экологические факторы среды

 

Краткое изложение теоретических вопросов:

Биосфера – это оболочка земли, которая охватывает все живые организмы, среду их обитания, а также продукты жизнедеятельности. Впервые определение биосферы ввел австрийский ученый Зюсс в 1875 году. Однако содержание этого понятия было раскрыто только через пятьдесят лет академиком Вернадским.

Структура биосферы включает в себя четыре основных вида веществ. Одним из наиболее важных считают живое вещество – это все тела, которые населяют Землю, независимо от того, к какой системе они принадлежат (микроорганизмы, животные, растения). Вещества, которые живые организмы создают и перерабатывают в процессе их жизни, называют биогенным веществом. Это нефть, горючие сланцы, известняки и прочие. Существует также косное вещество. Оно, в отличие от биогенного, происходит без участия живых организмов. Вещество, которое создается как живыми организмами, так и косвенными процессами, называется биокосное вещество.

Живое вещество выполняет в биосфере важные биохимические функции, благодаря которым обеспечивается постоянный круговорот веществ, энергии, целостность биосферы и ее существование. Газовая функция характеризируется постоянным газообменом между живыми и неживыми организмами. Живые организмы выполняют этот газообмен за счет дыхания, а растения – за счет фотосинтеза. Концентрационная функция живого вещества отображает умение живых организмов накапливать в себе химические элементы. Благодаря этой функции, образовались скопления угля, торфа, нефти. Окислительно-восстановительная функция связана с химическими обменами веществ. Она служит основой для метаболизма, а также пластического и энергетического обменов. Энергетическую функцию живого вещества в первую очередь выполняют растения. Для существования биосферы ей нужна энергия. Зеленые растения улавливают солнечный свет и благодаря фотосинтезу создают химические тела – своеобразные накопители, которые становятся источником энергии для биосферы.

Охрана биосферы. Биосфера как глобальная природная система обеспечивает существование жизни на нашей планете и способствует увеличению ее разнообразия. Однако охрана биосферы не означает сохранения ее в нетронутом состоянии. Человечество и дальше будет расходовать природные ресурсы, причем по мере роста своей численности еще в большем масштабе. Поэтому под охраной биосферы прежде всего, подразумевают меры, направленные на обеспечение устойчивого равновесия между природой и человеческим обществом.

Необходимость сохранения биосферы Земли относят к числу глобальных проблем современности. Поскольку биосфера политически неделима, решение этой проблемы требует объединенных усилий всех государств планеты. С этой целью на Генеральной конференции ЮНЕСКО в 1970 г. была принята долгосрочная программа «Человек и биосфера» (рис. 278), а в 1979 г. учреждена «Программа ООН по окружающей среде» (ЮНЕП).

В рамках этих Международных программ в настоящее время выработана «Всемирная стратегия охраны природы». Она основывается на следующих принципах:

1. Необходимо сохранить биоразнообразие современной биосферы, поскольку только в этом случае возможно дальнейшее устойчивое сосуществование природы и человеческого общества.
2. Все виды организмов, явления живой и неживой природы имеют многообразное значение и должны оцениваться с разных точек зрения. Следует учитывать потенциальную полезность и значимость каждого вида организма, того или иного природного явления для человека.
3. Охрана одного объекта природы означает одновременную охрану других объектов, тесно с ним взаимосвязанных. Необходимо охранять всю совокупность образующих природу неживых и живых компонентов, т. е. подходить к охране природы комплексно.

 

 

РАЗДЕЛ 6. ОСНОВЫ ЭКОЛОГИИ

Тема 6.3 Влияние деятельности человека на биосферу

 

Основные понятия и термины по теме: деятельность человека, окружающая среда, научно-технический прогресс, экологический кризис, экологический ущерб, генофонд современных организмов, деградации биосферы.

 

План изучения темы (перечень вопросов, обязательных к изучению):

1.Влияние деятельности человека на биосферу

2.Деградации биосферы.

 

 

Краткое изложение теоретических вопросов:

Хозяйственная деятельность человека неоднократно приводила к ухудшению природных условий, порождала локальные экологические кризисы. Человек, овладев огнем, применял его для уничтожения растительности, как в земледельческих, так и в охотничьих целях. При этом хищнически уничтожались флора и фауна на значительных территориях, что приводило к образованию пустынь. В совокупности рассмотренные процессы приводили к исчезновению древних цивилизаций.

Научно-технический прогресс увеличивает возможности воздействия на окружающую среду, создавая предпосылки для возникновения крупных экологических кризисов. С другой стороны, этот же прогресс расширяет возможности предупреждения таких кризисов.

Наиболее отчетливо эти противоположные тенденции проявились во второй половине XX века. Так, например, растительный покров большей части поверхности континентов носит вторичный характер, т.е. заменён нужными человеку растениями. Это обстоятельство привело к нарушению процесса почвообразования, изменению физико-химических свойств почв и их эрозии. В возрастающих масштабах человеком загрязняются атмосфера и воды континентов и океанов.

Понимая экологический кризис как непоправимое за короткий срок ухудшение природной среды, нельзя говорить о глобальном кризисе в настоящее время. Сейчас существует множество локальных кризисов, которые не всегда разрешимы и, накапливаясь, могут принять глобальные масштабы.

Экологический ущерб биосфере не всегда может быть возмещён, например, уничтожение генофонда современных организмов.

Демографические процессы, сопровождающиеся ростом народонаселения, способствуют ускорению проявления как локальных, так и глобальных экологических кризисов, т. к. соответственно увеличиваются масштабы промышленного и сельскохозяйственного производств, исчерпание минеральных ресурсов и количество отходов.

Особо следует отметить влияние человека на климат городов, регионов и планеты в целом за счет загрязнения атмосферы. Атмосфера Земли как компонент биосферы является трансформатором локальных воздействий человека на окружающую среду в глобальные изменения природных условий. Так, современные города, благодаря растущей урбанизации, можно рассматривать как „острова тепла“ и источники выделения газов, паров и аэрозолей. Это обстоятельство вызывает образование туманов, приводящих к смогам, сопровождающимися увеличением концентрации в атмосфере опасных для биосферы веществ.

Постоянный рост количества сжигаемого в энергетических целях топлива органического происхождения способствует повышению температуры у поверхности Земли, что обусловливает изменение климата как в региональном, так и в планетарном масштабах. При этом нарушается естественный ход эволюции биогеоценозов и биосферы в целом.

Климатические изменения, обусловленные хозяйственной деятельностью человека проявляются уже сейчас (повышение средней температуры у поверхности Земли на ~ 0,5 ^оC, перестройка установившейся ранее атмосферной циркуляции воздушных масс и др.), а в недалёком будущем (XXI век и далее) эти изменения усилятся.

Особое негативное влияние деятельность человека оказывает на «биологический щит» планеты – озоновый компонент атмосферы. Развитие промышленности, стратосферной авиации, космонавтики и др. факторы способствуют снижению концентрации озона в стратосфере и, как следствие, интенсификации жёсткого ультрафиолетового облучения земной поверхности, что губительно для живых организмов, обитающих в наземно-воздушной среде.

Кроме вышеуказанных воздействий на биосферу, человек способствует её радиоактивному загрязнению. Происходит это за счёт извлечения из недр Земли и последующего концентрирования на её поверхности долгоживущих радиоактивных изотопов.

На компоненты биосферы воздействует также рентгеновское ионизирующее излучение, которое генерируется при изменении вектора-скорости движущегося потока заряженных частиц, например, в телевизорах, мониторах ЭВМ, в некоторых медицинских и научных приборах и аппаратах.

Таким образом, не ограничивая масштабы своей деятельности, не применяя специфических природоохранных мер, человек будет способствовать постепенной деградации биосферы.

 

 

Задания для самостоятельного выполнения:

Подготовка сообщения по теме: «Глобальные экологические проблемы и пути их решения»

 

Форма контроля самостоятельной работы:

Проверка подготовки сообщения по теме: «Глобальные экологические проблемы и пути их решения»

 

 Вопросы для самоконтроля по теме:

1.Дать определение экологии.

2.Перечислить и охарактеризовать экологические факторы среды.

3.Перечислить принципы охраны биосферы.

4. Привести примеры влияния деятельности человека на биосферу

 

 

РАЗДЕЛ 7. БИОНИКА

Тема 7.1 Бионика

 

Основные понятия и термины по теме: бионика, нейробионика,  биомолекулярная электроника, нанотехнологии,  искусственные нейронные сети, архитектурная биотика, искусственный интеллект, нанороботы, киборги.          

 

План изучения темы (перечень вопросов, обязательных к изучению):

1.Бионика. Направления бионики

2. Современные достижения бионики.

 

Краткое изложение теоретических вопросов:

Бионика - прикладная наука о применении в технических устройствах и системах принципов, свойств, функций и структур живой природы.

Идея применения знаний о живой природе для решения инженерных задач принадлежит Леонардо да Винчи, который пытался построить летательный аппарат с машущими крыльями, как у птиц: орнитоптер.

Различают:

биологическую бионику - изучающую процессы, происходящие в биологических системах;

теоретическую бионику - строящую математические модели этих процессов; техническую бионику - применяющую модели теоретической бионики для решения инженерных задач.

Сегодня бионика развивается стремительными темпами и уже подразделяется на отдельные направления: нейробионика,  биомолекулярная электроника и нанотехнологии,  учение об искусственных нейронных сетях, архитектурная биотика.

Нейробионика - направление в бионике, связанное с изучением и моделированием деятельности центральной нервной системы человека и животных для использования закономерности их строения при создании новых технических приспособлений, кибернетических систем.

Мы будем рассматривать нейробионику с трех позиций:

1.        искусственный интеллект

2.        нанороботы

3.        киборги          

1.  Иску́сственный интелле́кт  — это наука и разработка интеллектуальных машин и систем, особенно интеллектуальных компьютерных программ, направленных на то, чтобы понять человеческий интеллект.

Различные виды и степени интеллекта существуют у многих людей, животных и некоторых машин, интеллектуальных информационных систем и различных моделей экспертных систем с различными базами знаний. При этом как видим такое определение интеллекта не связано с пониманием интеллекта у человека — это разные вещи. Более того, эта наука моделирует человеческий интеллект, так как с одной стороны, можно изучить кое-что о том, как заставить машины решить проблемы, наблюдая других людей, а с другой стороны, большинство работ в ИИ вовлекают изучение проблем, которые требуется решать человечеству в промышленном и технологическом смысле.

Отношение к ИИ в обществе. Если в будущем машины смогут рассуждать, осознавать себя и иметь чувства, то что тогда делает человека человеком, а машину — машиной?                      

2. Нанороботы. Современная наука и инженерия нуждаются в помощи роботизированной техники для решения различных задач. При этом  проблемы, все чаще встающие перед учеными, требуют создания не гигантов, способных вырыть котлован одним движением ковша, а крошечных, невидимых глазу машин. Эти продукты инженерии не похожи на роботов в привычном понимании, однако способны самостоятельно  выполнять сложные задачи по имеющимся алгоритмам. Такие машины называют нанороботами. Микроскопические роботы могут решать массу важных для человечества задач, совершить переворот в медицине, уничтожать вредные отходы и даже готовить необходимую людям инфраструктуру для жизни на других планетах. Однако любой, даже самый мизерный программный сбой может оказаться для человечества фатальным.

Наноро́боты, или нанобо́ты — машины, размером сопоставимые с молекулой, обладающие функциями движения, обработки и передачи информации, исполнения программ.

Современные достижения

            В мире появился первый наноробот, который уже успешно прошел первые лабораторные испытания. Ученые из американского Университета Джона Хопкинса создали наноробота для использования в медицинских целях в организме человека. Таким образом, создание первых нанороботов уже не дело далекого будущего - а реалии сегодняшнего дня. Этих нанороботов планируется использовать в медицинских целях - устройства будут заниматься решением проблем на клеточном уровне.

            Согласно современным теориям, нанороботы должны уметь осуществлять двустороннюю коммуникацию: реагировать на акустические сигналы и быть в состоянии подзаряжаться или перепрограммироваться извне посредством звуковых или электрических колебаний. Внешний вид наноробота довольно причудлив - у него есть туловище и три пары конечностей с клешнями, которыми аппарат сможет манипулировать с частичками ткани. При этом конечности наноробот выпускает лишь при достижении цели, а в организме человека аппарат передвигается в виде шарика.  Нанороботу не нужно дополнительного питания - заряжается от с помощью тепловых, биохимических и магнитных импульсов. В рамках эксперимента нанороботу было дано задание - пролезть в специальную пробирку с живой тканью и найти определенные частицы. Наноробот успешно выполнил задание - он выбрал именно те частицы, которые и были предусмотрены программой. Однако наноробот ещё требует усовершенствования - сейчас он способен лишь захватывать клетки, но не умеет переносить их.

3.Киборг — биологический организм, содержащий механические компоненты; реже неверно используется в качестве термина для обозначения робота, содержащего биологические компоненты (данное значение термина популяризовано во многом благодаря серии кинофильмов «Терминатор», хотя все терминаторы — роботы, а не киборги).

Термин введен 1960 году, в связи концепцией расширения возможностей человека для выживания вне Земли. Эта концепция являлась результатом размышлений на тему необходимости более близких отношений между человеком и машиной, по мере того как космические исследования становятся реальностью.

 Вопросы для самоконтроля по теме:

1.Что изучает наука бионика

2.Какое значение она играет в развитии научно-технического прогресса?

КОНТРОЛЬ И ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ  ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Текущий контроль

 

Перечень точек рубежного контроля	Охват тем (указать номера тем, подлежащих контролю)	Форма контроля
Химическая организация клетки	Тема 1.1	проверка  составления конспекта  по теме: «Борьба с вирусными заболеваниями (СПИД и др.)»
Индивидуальное развитие организма	Тема 2.2	проверка  подготовки докладов на тему: «Последствия влияния алкоголя, никотина, наркотических веществ, загрязнения среды на развитие человека»
Селекции растений, животных и микроорганизмов.	Тема 3.3	проверка решения задач
Происхождение и начальные этапы развития жизни на Земле	Тема 4.1	проверка подготовки сообщения по теме: «Возникновение жизни на Земле»
Влияние деятельности человека на биосферу	Тема 6.3	проверка подготовки сообщения по теме: «Глобальные экологические проблемы и пути их решения»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ  КОНТРОЛЬ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

Вопросы к  дифференцированному зачету

 

1. Рассказать о неорганических соединениях клетки.

2. Дать понятие биополимеров, входящих в состав клетки- углеводов и липидов.

3. Рассказать о  белках клетки, их составе и строении.

4. Перечислить и охарактеризовать функции белков в клетке.

5.Дать понятие  нуклеиновым кислотам клетки.

6.  Рассказать об  органоидах клетки: плазматическая мембрана, лизосомы, ЭПС, рибосомы, комплекс Гольджи.

7. Охарактеризовать строение и функции органоидов клетки: ядра, митохондрий, пластид, органоидов движения. 

8. Дать понятие процессу фотосинтеза.

9. Проанализировать процесс обеспечения клеток энергией за счет окисления органических веществ.

      10.Рассказать о различных формах  размножения организмов.

11. Объяснить процесс образования половых клеток  у животных.

12. Рассказать об индивидуальном развитии организмов (эмбриональный этап).

13. Рассказать о постэмбриональном развитии организмов.

14. Дать понятие   о наследственности и изменчивости организмов.

15. Рассказать  о методах генетики и селекции.

16. Охарактеризовать  процесс происхождения  и начальные этапы развития жизни на Земле.

17. Рассказать об  истории  развития эволюционных идей.

18. Охарактеризовать  процессы микро- и  макроэволюции.

19. Привести доказательства и движущие силы антропогенеза.

20. Объяснить  закономерность возникновения человеческих рас.

21. Дать понятие предмета экологии и экологических факторов  среды.

22. Дать понятие биосферы. Объяснить  необходимость охраны биосферы.

23. Рассказать о влиянии деятельности человека на биосферу.

24. Рассказать о  глобальных экологических проблемах  и путях их решения.

25. Дать понятие  бионики, ее сущности  и особенностях.

 

ГЛОССАРИЙ

 

А

Автотроф - организм, производящий питательные вещества из органических соединений в процессе жизнедеятельности при помощи энергии солнечного излучения

Агроценоз - биоценоз, искусственно созданный человеком. Не способен длительно существовать без регулярной поддержки человеком, не обладает саморегуляцией и в то же время характеризуется высокой продуктивностью  одного или нескольких видов (сортов, пород) растений или животных

Адаптация - процесс или результат приспособления организма к  определенным условиям среды

Ароморфоз - возникающее в ходе эволюции приспособительное изменение общего значения, существенно повышающее уровень организации и жизнеспособность особей, популяций, видов. В результате биологический таксон  поднимается на принципиально новую ступень развития

Б

Биогеоценоз - эволюционно сложившаяся, пространственно ограниченная, устойчивая и саморегулирующаяся природная  система, в которой органические компоненты неразрывно связаны с неорганическими

Биологические ритмы - периодически повторяющиеся изменения интенсивности и характера проявления биологических процессов и явлений. Присущи всем организмам и отличаются на  разных уровнях их организации

Биологический прогресс - эволюционное развитие систематической группы, связанное с повышением численности особей, расширением ареала обитания и увеличением внутренней изменчивости

Биологический регресс - эволюционный упадок, упрощение систематической группы, связанное со снижением численности особей, сужением и разрушением целостности ареала обитания, снижением темпов внутривидовой изменчивости и подверженностью массовой гибели

Биосфера - область обитания живущих на Земле организмов. Охватывает нижнюю часть атмосферы, гидросферу, поверхность суши и верхние слои литосферы

Биоценоз - сообщество взаимосвязанных организмов, населяющих одну территорию

В

Вид - совокупность особей, обладающих наследственным  сходством морфологических, физиологических, биохимических, экологических, этологических и некоторых других характеристик. Особи одного вида способны скрещиваться и давать плодовитое потомство

Г

Гетеротроф - организм, получающий «готовые» питательные вещества, произведенные другими организмами, как правило, не способный синтезировать необходимые для  жизнедеятельности вещества из неорганических составляющих

Д

Дивергенция - разделение одного сообщества на два в результате внешних или внутренних причин (в экологии)

Е

Естественный отбор - результат борьбы за существование; гибель неприспособленных организмов, выживание и размножение приспособившихся; фактор эволюции (по Ч. Дарвину)

Ж

Жизнь - активное существование организма, протекающее с затратой полученной извне энергии на самоподдержание, самовоспроизведение и саморазвитие специфических структур

З

Загрязнение среды - привнесение в нее несвойственных веществ или увеличение концентрации имеющихся сверх естественно-го многолетнего уровня, приводящие к негативным последствиям

Закон пирамиды энергий (правило 10%) - с одного трофического уровня экологической пирамиды на другой переходит не более 10 % энергии

И

Идиоадаптация - Возникающие в ходе эволюции приспособительные изменения частного характера, не изменяющие уровень организации живых существ

Изменчивость - Способность организмов изменять свои признаки и свойства под влиянием разнообразных факторов среды. Различают наследственную и ненаследствен-ную (модификационную) изменчивость (по Ч. Дарвину является одним из эволюционных факторов)

Иммунитет - Способность организма различать «свое» и «чужое», защищая свою целостность и биологическую индивидуальность. Частными случаями являются иммунитет к инфекционным болезням и трансплантационный иммунитет

Искусственный отбор - Осуществляется человеком в агроценозах; направлен на повышение урожайности сельскохозяйственных культур

 

 

К

Конкуренция - Тип отношений, когда представители совместно живущих видов претендуют на одни и те же ограниченные ресурсы. Одно из проявлений борьбы за существование

Консументы - Группа гетеротрофных организмов, потребляющих в пищу продуцентов или других консументов, но в ходэтого поглощения не доводящих разложение органических веществ до простых минеральных составляющих. В современных экосистемах они представлены, в основном, животными

«Красная книга» - Список и описание исчезающих, вымерших и восстановленных видов живых существ

Круговорот веществ биологический (биотический) -Непрерывно повторяющийся под действием энергии  Солнца процесс взаимосвязанного перемещения веществ в природе, имеющий более или менее круговой характер, происходящий с обязательным участием организмов. В последний исторический период претерпевает значительные изменения под воздействием человека

М

Мутация - Неопределенная наследуемая изменчивость генетического материала организмов

Мутуализм - Тип отношений, противоположный конкуренции, заключающийся во взаимовыгодном сосуществовании организмов

Н

Наследственность - Способность организмов сохранять и передавать свои признаки и свойства потомству. Обеспечивает постоянство и многообразие форм жизни. Лежит в основе эволюции живой природы

Ноосфера - Завершающий этап развития биосферы, когда разумная деятельность человека становится главным определяющим фактором ее развития. Предсказан В.И. Вернадским

О

Обмен веществ (метаболизм) - Совокупность всех ферментативных реакций пластического и энергетического обмена в организме, позволяющая ему существовать в условиях окружающей среды

П

Паразит - Организм, обитающий во внутренней среде живых существ или питающийся веществами другого организма на протяжении его жизни; тесно связан с ними в своем жизненном цикле

Пищевая цепь (цепь питания) - Последовательная передача питательных веществ в

экосистемах от организма к организму в процессе питания. Различают цепи выедания и детритные цепи

Популяция - Совокупность особей одного вида с общим генофондом, обитающих в едином ареале, свободно скрещивающихся, но находящихся в относительной изоляции от других таких совокупностей особей

Продуценты - Автотрофные организмы, производящие питательные  вещества из неорганических составляющих. Являются первым звеном в пищевой цепи и экологической пирамиде. В большинстве современных экосистем это растения

Р

Редуценты - Организмы, перерабатывающие органические соединения в неорганические. Являются завершающим звеном в пищевой цепи и в экологической пирамиде

С

Саморегуляция - Способ поддержания численности популяций в экосистеме, основанной на положительных и отрицательных  обратных связях в пищевых цепях

Симбиоз - Тип отношений, основанный на совместном сосуществовании представителей разных систематических групп

Среда жизни (обитания) - Часть природы, окружающая организм (экологическая ниша)

Т

Трофический уровень - Место каждого звена в пищевой цепи

Ф

Фенотип - Совокупность признаков внешнего и внутреннего строения индивида, сформировавшаяся на базе генотипа в процессе онтогенеза и под влиянием среды

Фотопериодизм - Реакция организмов на смену дня и ночи, проявляющаяся в интенсивности физиологических процессов

Э

Эволюция - Процесс необратимого изменения природы под влиянием факторов среды. Ведет к появлению организмов с другими свойствами

Экологическая культура

- Способ соединения человека с природой на основе ответственного отношения к ней

Экологические

факторы - Отдельные свойства или элементы среды, действующие на организмы. Различают абиотические, биотические и антропогенные факторы

Экология - Наука, изучающая взаимное влияние организмов и среды их обитания

Я

Ярусность - Расчлененность растительного сообщества на слои и другие структурные и функциональные толщи. Различают наземную и подземную ярусность

 

 

 

 

 

ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

 

Перечень рекомендуемых учебных изданий, Интернет-ресурсов, дополнительной литературы.

 

Основные источники (для студентов)

Беляев Д.К., Биология 10-11 кл. М.: Просвещение, 2014 г.

Захаров В.Б., Общая биология. М.: Дрофа, 2014 г.

 

 

Интернет-ресурсы:

http://zoomet.ru/index.html Биологическая  библиотека

http://evolution.powernet.ru Теория эволюции как она есть

 

 

Дополнительные источники (для студентов)

 

Дмитриева Т.А., С.И. Гуленков, С.В. Суматохин и др. Биология: 1600 задач, тестов и проверочных работ для школьников и поступающих в вузы,  М.:Дрофа, 2014г.

Мишина Н.В., Задания для самостоятельной работы по общей биологии. М.:   Просвещение, 2014 г.

Тупикин Е.И., Общая биология с основами экологии и природоохранной деятельности, М.: Издательский центр «Академия», 2014г.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ракчеева Наталия Александровна

 

Преподаватель  дисциплины Биология 

 

 

Государственное бюджетное профессиональное  образовательное учреждение  «Ставропольский  региональный многопрофильный колледж»   

 

 

 

 

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС

ПО  УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЕ

 

«Биология»

 

 

 для специальностей:

 

23.02.03 Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта

13.02.11 Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического      оборудования

           

 

 

для студентов очной формы обучения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ШАБЛОН
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА

ПО ДИСЦИПЛИНЕ/МЕЖДИСЦИПЛИНАРНОМУ КУРСУ

 (ОЧНАЯ ФОРМА ОБУЧЕНИЯ)

 

 

 

Разработчик шаблона

 

Нисман О.Ю. – заместитель директора по УМР ГБОУ СПО «ПГК»

 

 

Ответственные за выпуск:

 

Забегина Т.В. – методист редакционно-издательской деятельности

Перепелов В.В. – зав. копировально–множительным бюро

Центр информационно-методического обеспечения образовательного процесса ГБОУ СПО «ПГК»,

443068, Самара, ул. Луначарского, 12

Скачано с www.znanio.ru