
- •1. Рабочая учебная программа дисциплины
- •1.1. Цели и задачи изучения дисциплины
- •1.2. Структура и объем дисциплины
- •1.3. Содержание дисциплины (распределение фонда времени по темам и видам занятий)
- •1.4. Требования к уровню освоения дисциплины Примерные вопросы к зачету (экзамену)
- •2. Учебно-методическое пособие Лекционный курс биология как наука. Методы научного познания
- •Глава 1. Жизнь. Ее возникновение на земле. Свойства и уровни организации
- •1.1. Происхождение жизни на Земле
- •1.2. Начальные этапы развития жизни на Земле
- •1.3. Определение, основные свойства и уровни организации живого
- •Задачи и упражнения
- •Задания для самостоятельной работы
- •Раздел I. Основы цитологии
- •Глава 2. Химический состав клетки
- •2.1. Атомный (элементарный) состав клетки
- •2.2. Молекулярный состав клетки
- •2.2.1. Неорганические вещества
- •2.2.2. Органические вещества
- •2.2.2.1. Углеводы
- •2.2.2.2. Липиды
- •2.2.2.3. Белки
- •2.2.2.4. Нуклеиновые кислоты
- •Задачи и упражнения
- •Задания для самостоятельной работы
- •Глава 3. Строение клетки
- •3.1. Типы клеточной организации
- •3.2. Строение эукариотической клетки
- •3.2.1. Клеточная оболочка
- •3.2.2. Цитоплазма. Органоиды и включения
- •3.2.3. Клеточное ядро
- •Задачи и упражнения
- •Задания для самостоятельной работы
- •Глава 4. Обмен веществ и превращение энергии в клетке
- •4.1. Обмен веществ и превращение энергии
- •4.2. Значение атф в обмене веществ
- •4.3. Энергетический обмен (диссимиляция, катаболизм) в клетке. Синтез атф
- •4.4. Пластический обмен (ассимиляция, анаболизм)
- •4.4.1. Фотосинтез
- •4.4.2. Хемосинтез
- •Задачи и упражнения
- •Задания для самостоятельной работы
- •Глава 5. Воспроизведение клеток
- •5.1. Жизненный (клеточный) цикл
- •5.2. Деление клетки
- •5.2.1. Амитоз – прямое деление
- •5.2.2. Митоз – непрямое деление
- •5.2.3. Мейоз – редукционное деление
- •Задачи и упражнения
- •Задания для самостоятельной работы
- •Организм
- •Раздел II. Размножение и развитие организмов
- •Глава 6. Размножение организмов
- •6.1. Бесполое размножение
- •6.2. Половое размножение
- •6.2.1. Образование половых клеток
- •6.2.2. Оплодотворение
- •Задачи и упражнения
- •Задания для самостоятельной работы
- •Глава 7. Индивидуальное развитие организмов
- •7.1. Типы онтогенеза
- •7.2. Периодизация онтогенеза
- •7.3. Эмбриональный период
- •7.3.1. Дробление
- •7.3.2. Гаструляция
- •7.3.3. Гисто- и органогенез
- •7.3.4. Взаимодействие частей развивающегося зародыша
- •Задачи и упражнения
- •Задания для самостоятельной работы
- •Раздел III. Основы генетики и селекции
- •Глава 8. Генетическая информация
- •8.1. Основные генетические процессы. Экспрессия генов
- •8.2. Репликация днк
- •8.3. Синтез белков
- •8.3.1. Транскрипция днк
- •8.3.2. Трансляция мРнк
- •8.3.3. Генетический код
- •8.3.4. Процесс синтеза белка
- •8.4. Элементы регуляции экспрессии генов
- •Задачи и упражнения
- •Задания для самостоятельной работы
- •Глава 9. Основные закономерности наследственности
- •9.1. Моногибридное скрещивание
- •9.1.1. Гибридологический метод изучения наследования
- •9.1.2. Первый закон Менделя (правило единообразия). Второй закон Менделя (правило расщепления)
- •9.1.3. Гипотеза "чистоты гамет". Цитологические основы наследования альтернативных признаков
- •9.2. Дигибридное скрещивание. Третий закон Менделя (правило независимого наследования). Цитологические основы
- •9.3. Анализирующее скрещивание
- •9.4. Взаимодействие генов
- •9.4.1.Взаимодействие аллельных генов. Множественные аллели
- •9.4.2 Взаимодействие неаллельных генов
- •9.5. Сцепленное наследование
- •9.6. Хромосомное определение пола. Сцепление с полом
- •9.7. Нехромосомное наследование
- •Задачи и упражнения
- •Задания для самостоятельной работы
- •Глава 10. Изменчивость
- •10.1. Наследственная изменчивость
- •10.1.1. Комбинативная изменчивость
- •10.1.2. Мутационная изменчивость
- •10.2. Ненаследственная (фенотипическая, модификационная) изменчивость
- •Задачи и упражнения
- •Задания для самостоятельной работы
- •Глава 11. Генетика человека и ее значение для медицины
- •11.1. Методы генетики человека
- •11.1.1. Генеалогический метод
- •11.1.2. Популяционный метод
- •11.1.3. Близнецовый метод
- •11.1.4. Цитогенетический метод
- •11.1.5. Биохимический метод
- •11.2. Медико-генетическое консультирование
- •Задачи и упражнения
- •Задания для самостоятельной работы
- •Глава 12. Основы селекции
- •12.1. Методы селекции
- •12.1.1. Отбор и гибридизация
- •12.1.2. Мутагенез и полиплоидия
- •12.1.3. Клеточная и генная инженерия
- •12.2. Селекция растений
- •12.3. Селекция животных
- •12.44. Селекция микроорганизмов
- •Задачи и упражнения
- •Задания для самостоятельной работы
- •Раздел IV. Эволюция и экология
- •Глава 13. Эволюционное учение
- •13.1. Теория эволюции
- •13.1.1. Ламаркизм
- •13.1.2. Дарвинизм. Эволюция путем естественного отбора
- •13.1.3. Развитие дарвинизма
- •13.2. Микроэволюция
- •13.2.1. Критерии и структура вида. Популяция
- •13.3. Факторы эволюции
- •13.3.1. Мутационный процесс
- •13.3.2. Популяционные волны. Дрейф генов
- •13.3.3. Изоляция
- •13.3.4. Естественный отбор
- •13.4. Образование новых видов
- •13.5. Макроэволюция
- •13.5.1. Направления и пути эволюционного процесса
- •13.5.2. Связь между индивидуальным и историческим развитием организмов
- •13.6. Развитие органического мира
- •13.6.1. Доказательства эволюции органического мира
- •13.6.2. Эволюция клеток
- •13.6.3. Эволюция многоклеточных организмов
- •Задачи и упражнения
- •Задания для самостоятельной работы
- •Глава 14. Происхождение и эволюция человека
- •14.1. Положение человека в системе животного мира
- •14.2. Предшественники человека
- •14.3. Этапы эволюции человека
- •14.4. Факторы антропогенеза
- •14.5. Человеческие расы
- •Задачи и упражнения
- •Задания для самостоятельной работы
- •Экосистемы
- •Глава 15. Основы экологии
- •15.1. Организм и среда. Экологические факторы
- •15.1.1. Абиотические факторы
- •15.1.2. Биотические факторы
- •15.2. Популяция и окружающая среда
- •15.2.1. Регуляция плотности популяции. Емкость среды
- •15.2.2. Ареал обитания и экологическая ниша
- •15.3. Экосистемы
- •15.3.1. Пространственная структура биогеоценоза
- •15.3.2. Функциональная структура биогеоценоза. Пищевые сети
- •15.4. Развитие экосистем
- •15.4.1. Экосистемы, создаваемые человеком
- •Задачи и упражнения
- •Задания для самостоятельной работы
- •Глава 16. Биосфера и человек
- •16.2. Биомасса
- •16.3. Поток энергии и круговорот веществ в биосфере
- •16.3.1. Превращение энергии в биосфере
- •16.3.2. Биогеохимические круговороты
- •16.4. Человек и окружающая среда
- •Задачи и упражнения
- •Задания для самостоятельной работы
- •Лабораторный практикум
- •1. Биология как наука. Методы научного познания
- •Лабораторная работа 1. Методы познания живой природы: микроскоп.
- •Лабораторная работа 2. Изучение под микроскопом разнообразия инфузорий и их движения
- •2.Клетка
- •Лабораторная работа 3. Приготовление микропрепарата листа элодеи наблюдение за движением цитоплазмы в клетках под влиянием факторов внешней среды
- •Лабораторная работа 4. Сравнение строения клеток прокариот (бактерии, ностока) и эукариот (растения, животного, гриба)
- •Лабораторная работа 5. Сравнение строения клеток одноклеточного и многоклеточного организмов (хламидомонады, листа элодеи, эпидермиса лука)
- •Лабораторная работа 6. Наблюдение плазмолиза и деплазмолиза в клетках эпидермиса лука
- •Лабораторная работа 7. Исследование проницаемости растительных клеток
- •Лабораторная работа 8. Выявление активности процесса фотосинтеза с помощью пероксида водорода и фермента каталазы, содержащейся в клетках зеленых растений элодеи, хлорофитума и колеуса
- •Лабораторная работа 9. Обнаружение органических веществ в тканях растений (крахмала, белков, жира)
- •3.Организм
- •Лабораторная работа 10. Изучение результатов искусственного отбора - разнообразия сортов растений и пород животных
- •I вариант
- •II вариант
- •III вариант
- •Лабораторная работа 11. Выявление особенностей сорта у растений на примере сенполии (узамбарской фиалки) и плодов яблонь разных сортов
- •Лабораторная работа 12. Выявление признаков изменчивости организмов
- •I вариант
- •II вариант
- •III вариант
- •Лабораторная работа 13. Морфологическое описание одного вида растений
- •Обобщенная схема форм листьев
- •Лабораторная работа 14. Изучение морфологического критерия вида
- •5.Экосистемы
- •Лабораторная работа 15. Определение пылевого загрязнения воздуха в помещении и на улице
- •Оценка состояния окружающей среды по реакции живых организмов (биоиндикация)
- •Лабораторная работа 16. Определение химического загрязнения атмосферного воздуха с помощью лишайников (лихеноиндикация)
- •Оценка экологического состояния водных объектов
- •Лабораторная работа 17. Определение загрязнения воды в водоеме
- •Лабораторная работа 18. Исследование водозапасающей способности зеленых и сфагновых мхов
- •Лабораторная работа 19. Наблюдение за передвижением животных: инфузории туфельки, дождевого червя, улитки, аквариумной рыбки. Выявление поведенческих реакций животных на факторы внешней среды
- •Лабораторная работа 20. Оценка экологического состояния парка (газона)
- •Лабораторная работа 21. Изучение моделей геометрического и логистического роста популяций
- •Задание 1. Изучение модели геометрического роста популяции
- •Задание 2. Изучение модели логистического роста популяции
- •3. Учебно-методическое обеспечение дисциплины
- •3.1. Перечень основной и дополнительной литературы
- •3.2. Методические рекомендации преподавателю
- •3.3. Методические указания для обучающихся
- •4. Материально-техническое обеспечение дисциплины
- •5. Программое обеспечение использования современных информационно-коммуникационных технологий
- •Поволжский государственный университет сервиса
- •445677, Г. Тольятти, ул. Гагарина, 4.
7.3.2. Гаструляция
Гаструляция – этом процесс о6разования двух- или трехслойного зародыша – гаструлы, основу которой составляют сложные и разнообразные перемещения клеток бластодермы. Образующиеся слои называют зародышевыми листками. Они представляют собой пласты клеток, имеющих сходное строение, занимающих определенное положение в зародыше и дающих начало определенным органам и системам органов (рис. 15).
Различают наружный – эктодерма – и внутренний – энтодерма – листки, между которыми располагается средний зародышевый листок – мезодерма.
В зависимости от типа бластулы клетки в ходе гаструляции перемещаются по-разному. Выделяют четыре основных способа гаструлации: инвагинация (впячивание), эпиболия (обрастание), иммиграция (проникновение внутрь), деламинация (расслоение), которые в чистом виде почти не встречаются, что дает, основание выделять пятый способ смешанный или комбинированный. Следующим за гаструляцией процессом эмбрионального развития является формирование тканей и органов зародыша.
|
Рис. 15. Гаструляция у хордовых животных (ланцетник): а и б – продольный и поперечный срезы зародышей; 5 – нейроэктодерма, 6 – хорда, 7 – гастроцель, 8 – эндодерма, 9 – мезодерма, 11 – нервная пластинка, 12 – бластопор (первичный рот) |
7.3.3. Гисто- и органогенез
В ходе гисто- и органогенеза деление клеток и их перемещения продолжаются, однако ведущую роль приобретают процессы дифференцировки клеток и зародышевых листков. Дифференцировки – это процесс появления и нарастания морфологических, биохимических и функциональных различий между отдельными клетками и частями развивающегося зародыша. Процесс дифференцировки обеспечивается дифференциальной активностью генов. Функционирование генов обеспечивает синтез разнообразных белков, а, следовательно, метаболические характеристики многих типов клеток и формирующихся из них структур.
Из материала наружного зародышевого листка – эктодермы – образуется нервная пластинка, дающая начало центральной и периферической нервной системе, а также ганглиозная пластинка, из которой формируются ганглии вегетативной нервной системы, клетки мозгового слоя надпочечников, пигментные клетки. Производными эктодермы являются также компоненты органов зрения, слуха, обоняния, эпидермис кожи, волосы, ногти, потовые, сальные и млечные железы, эмаль зубов, эпителий ротовой полости и прямой кишки.
В ходе органогенеза происходят сложные преобразования клеточного материала мезодермы, приводящие к формированию хрящевого и костного скелета, соединительнотканного слоя кожи, скелетных мышц, а также органов кровеносной, выделительной и половой систем организма.
Производными энтодермы являются эпителий кишечника и связанные с ним печень, поджелудочная железа, а также эпителий легких и дыхательных путей.
7.3.4. Взаимодействие частей развивающегося зародыша
На всех стадиях индивидуального развития организм представляет собой единую целостную систему, все части которой находятся в тесной взаимосвязи и взаимозависимости. В процессе эмбриогенеза одни части зародыша направляют и даже изменяют характер развития других. Данные о таком взаимодействий были получены в опытах, проведенных на зародышах амфибий. Оказалось, что у амфибий на спинной стороне тела зародыша имеется группа клеток, направляющих из расположенных по соседству клеток формирование комплекса осевых органов, т.е. нервной трубки, хорды и пищеварительной трубки. Если клетки спинной эктодермы пересадить на брюшную сторону другого зародыша, то можно получить развитие дополнительного комплекса осевых органов у второго зародыша. При этом зародыш, лишившийся клеток-организаторов, погибает. Части зародыша, направляющие развитие связанных с ними структур, называют индукторами (или организационными центрами), а процесс влияния одних частей зародыша на характер развития других – эмбриональной индукцией. Явление эмбриональной индукции наблюдается при развитии многих органов у зародышей.
Огромное влияние на развитие зародыша оказывает среда, в которой формируется будущий организм. Температура, свет, влажность, разнообразные химические вещества (ядохимикаты, алкоголь, никотин, ряд лекарственных препаратов и др.) могут нарушать нормальный ход эмбриогенеза и приводить к формированию различных уродств или полной остановке развития.