СОДЕРЖАНИЕ

	стр.
1. Введение	4
2. Тематический план	8
3. Содержание дисциплины	9
4. Контроль и оценка результатов освоения учебной дисциплины	61
5. Глоссарий	62
6. Информационное обеспечение дисциплины	65

Введение

Учебно-методический комплекс по дисциплине «Биология» (далее УМКД) – является частью основной профессиональной образовательной программы ГБПОУ Колледж автоматизации и информационных технологий №20 по техническим специальностям, разработанной в соответствии с примерной программой. Дисциплина Биология относится к общеобразовательному циклу основной профессиональной образовательной программы (ОПОП) по техническим специальностям.

Цель изучения дисциплины:

освоение знаний о биологических системах (Клетка, Организм, Популяция, Вид, Экосистема); истории развития современных представлений о живой природе, о выдающихся открытиях в биологической науке; роли биологической науки в формировании современной естественнонаучной картины мира; о методах научного познания;

овладение умениями обосновывать место и роль биологических знаний в практической деятельности людей,  в развитии современных технологий; определять живые объекты в природе; проводить наблюдения за экосистемами с целью их описания и выявления естественных и антропогенных изменений; находить и анализировать информацию о живых объектах; 

развитие познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей обучающихся в процессе изучения биологических явлений; выдающихся достижений биологии, вошедших в общечеловеческую культуру; сложных и противоречивых путей развития современных научных взглядов, идей, теорий, концепций, гипотез (о сущности и происхождении жизни, человека) в ходе работы с различными источниками информации;

воспитание убежденности в возможности познания живой природы, необходимости рационального природопользования, бережного отношения к природным ресурсам и окружающей среде, собственному здоровью; уважения к мнению оппонента при обсуждении биологических проблем;

использование приобретенных биологических знаний и умений в повседневной жизни для оценки последствий своей деятельности (и деятельности других людей) по отношению к окружающей среде, здоровью других людей и собственному здоровью; обоснования и соблюдения мер профилактики заболеваний, оказание первой помощи при травмах, соблюдению правил поведения в природе.

В результате освоения дисциплины студент должен уметь:

• объяснять единство живой и неживой природы,

• характеризовать причины и факторы эволюции, изменяемость видов;

• решать элементарные биологические задачи;

• составлять элементарные схемы скрещивания и схемы переноса веществ и передачи энергии в экосистемах (цепи питания);

• описывать особенности видов по морфологическому критерию;

• выявлять приспособления организмов к среде обитания,

• сравнивать биологические объекты и процессы) и делать выводы и обобщения на основе сравнения и анализа;

• анализировать и оценивать различные гипотезы о происхождении жизни и человека, глобальные экологические проблемы и их решения, последствия собственной деятельности в окружающей среде;

• находить информацию о биологических объектах в различных источниках.

В результате освоения дисциплины студент должен знать:

• основные положения биологических теорий и закономерностей: клеточной теории, эволюционного учения, учения В. И. Вернадского о биосфере, законы Г. Менделя, закономерностей изменчивости и наследственности;

• строение и функционирование биологических объектов: клетки, генов и хромосом, структуры вида и экосистем;

• сущность биологических процессов: размножения, оплодотворения, действия искусственного и естественного отбора, формирование  приспособленности, происхождение видов, круговорот веществ и превращение энергии в клетке, организме, в экосистемах и биосфере;

• вклад выдающихся ученых в развитие биологической науки;

• биологическую терминологию и символику;

В результате освоения дисциплины должны формироваться общие компетенции (ОК):

Название ОК	Технологии формирования ОК (на учебных занятиях)
ОК 1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес.	Занятие с использованием учебного фильма, учебная дискуссия.
ОК 2. Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество.	Самостоятельная работа, лабораторные работы, индивидуальные задания, выполнение письменных заданий, планирует деятельность в рамках заданных алгоритмов, анализирует потребности в ресурсах и планирует ресурсы в соответствии с заданным способом решения задачи.
ОК 3. Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность.	Самостоятельная работа, лабораторные работы, индивидуальные задания, выполнение письменных заданий, самостоятельно задаёт критерии для анализа решения задачи на основе заданного алгоритма, планирует контроль своей деятельности в соответствии с заданным алгоритмом и определённым результатом, планирует результат на основе заданных критериев оценки, указывает причины успеха и неудач в решении задач по химии.
ОК 4. Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития.	Индивидуальные задания, лабораторные работы, презентации к урокам, самостоятельно находит источник информации по заданному вопросу, извлекает необходимую информацию в соответствии с задачей, систематизирует и обрабатывает ее.
ОК 5. Использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности.	Защита проектов, самостоятельная работа, презентации к урокам, умеет пользоваться ИТ- ресурсами в рамах дисциплины.
ОК 6. Работать в коллективе и команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями.	Защита проектов, самостоятельная работа, презентации к урокам, обладает навыками ведения эффективного монолога, диалога, группового общения и взаимодействия.
ОК 7. Брать на себя ответственность за работу членов команды (подчиненных), результат выполнения заданий.	Защита проектов, самостоятельная работа, лабораторные работы, презентации к урокам.
ОК 8. Самостоятельно определять задачи профессионального и личностного развития, заниматься самообразованием, осознанно планировать повышение квалификации.	Защита проектов, работа с учебником, самостоятельная работа, презентации к урокам, поиск информации по интернету.
ОК 9. Ориентироваться в условиях частой смены технологий в профессиональной деятельности.	Учебная дискуссия, работа с учебником, поиск информации по интернету.
ОК 10. Исполнять воинскую обязанность, в том числе с применением полученных профессиональных знаний (для юношей).	Обладает навыками ведения эффективного монолога, диалога, группового общения и взаимодействия.
ОК 11. Бережно относиться к историческому наследию и культурным традициям народа, уважать социальные, культурные и религиозные различия	Выступление на классных часах, посещение объектов исторического наследия, участие в творческих кружках.
ОК 12. Вести здоровый образ жизни, заниматься физической культурой и спортом для укрепления здоровья, достижения жизненных и профессиональных целей.	Участие в спортивных мероприятиях, участие в работе спортивных секциях.

В ГАОУ СПО «Альметьевский политехнический техникум» на дисциплину «Биология» по техническим специальностям отводится 117 часов, в том числе 78 часов аудиторной нагрузки и 39 часов самостоятельной работы студентов. Освоение дисциплины требует обязательного выполнения студентами 2 точек рубежного контроля. По итогам изучения дисциплины дифференцированный зачет.

Объем учебной дисциплины и виды учебной работы

Таблица 1

Вид учебной деятельности	Объем часов
Максимальная учебная нагрузка (всего):	117
Обязательная аудиторная учебная нагрузка (всего):	78
самостоятельная работа студента (всего): изучение теории, подготовку к промежуточной аттестации.	34
Итоговая аттестация в форме	Дифференцированный зачет

СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Введение. Обобщение и систематизация знаний об основных царствах и признаках живых организмов и методы познания.

Основные понятия и термины по теме: биология-наука о живых организмах. гомеостаз, единство живой и неживой природы, изменчивость, наследственность, обмен веществ, уровень жизни, биологические системы, изучаемые на данном уровне, молекулярно-генетический, клеточный, организменный, популяционно – видовой, биогеоценотический, биосферный.

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

1. Биология как наука. Роль биологии в формировании современной естественнонаучной картины мира и в практической деятельности людей.

2. Признаки живых организмов.

3. Уровневая организация живой природы и эволюция.

4. Многообразие живых организмов.

Краткое изложение теоретических вопросов:

1. Биология – наука, изучающая свойства живых систем. Однако определить, что такое живая система, достаточно сложно. Поэтому установили критерии живого. Понятие наука определяется, как «сфера человеческой деятельности по получению, систематизации объективных знаний о действительности». В соответствии с этим определением объектом науки – биологии является жизнь во всех ее проявлениях и формах, а также на разных уровнях. Каждая наука, в том числе и биология, пользуется определенными методами исследования. Биология тесно связана с другими науками – химией, физикой, экологией, географией. Собственно биология делится на множество частных наук, изучающих различные биологические объекты: биология растений и животных, физиология растений, морфология, генетика, систематика, селекция, микология, гельминтология и множество других наук.

2. Признаки и свойства живого. Живые системы имеют общие признаки:

Клеточное строение – все существующие на Земле организмы состоят из клеток. Исключением являются вирусы, проявляющие свойства живого только в других организмах.

Обмен веществ – совокупность биохимических превращений, происходящих в организме и других биосистемах.

Саморегуляция – поддержание постоянства внутренней среды организма (гомеостаза). Стойкое нарушение гомеостаза ведет к гибели организма.

Раздражимость – способность организма реагировать на внешние и внутренние раздражители (рефлексы у животных и тропизмы, таксисы и настии у растений).

Изменчивость – способность организмов приобретать новые признаки и свойства в результате влияния внешней среды и изменений наследственного аппарата – молекул ДНК.

Наследственность – способность организма передавать свои признаки из поколения в поколение.

Репродукция или самовоспроизведение – способность живых систем воспроизводить себе подобных. В основе размножения лежит процесс удвоения молекул ДНК с последующим делением клеток.

Рост и развитие – все организмы растут в течение своей жизни; под развитием понимают как индивидуальное развитие организма, так и историческое развитие живой природы.

Открытость системы – свойство всех живых систем связанное с постоянным поступлением энергии извне и удалении продуктов жизнедеятельности. Иными словами организм жив, пока в нем происходит обмен веществами и энергией с окружающей средой.

Способность к адаптациям – в процессе исторического развития и под действием естественного отбора организмы приобретают приспособления к условиям окружающей среды (адаптации). Организмы, не обладающие необходимыми приспособлениями, вымирают.

Общность химического состава. Главными особенностями химического состава клетки и многоклеточного организма являются соединения углерода – белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты. В неживой природе эти соединения не образуются.

Общность химического состава живых систем и неживой природы говорит о единстве и связи живой и неживой материи. Весь мир представляет собой систему, в основании которой лежат отдельные атомы. Атомы, взаимодействуя друг с другом, образуют молекулы. Из молекул в неживых системах формируются кристаллы горных пород, звезды, планеты, вселенная. Из молекул, входящих в состав организмов формируются живые системы – клетки, ткани, организмы

3. Уровни организации живых систем отражают соподчиненность, иерархичность структурной организации жизни. Уровни жизни отличаются друг от друга сложностью организации системы. Уровень жизни – это форма и способ ее существования. Например, вирус существует в виде молекулы ДНК или РНК, заключенной в белковую оболочку. Это форма существования вируса. Однако свойства живой системы вирус проявляет, только попав в клетку другого организма. Там он размножается. Это способ его существования.

Молекулярно-генетический уровень представлен отдельными биополимерами (ДНК, РНК, белками, липидами, углеводами и другими соединениями);

Клеточный – уровень, на котором жизнь существует в форме клетки – структурной и функциональной единицы жизни. На этом уровне изучаются такие процессы, как обмен веществ и энергии, обмен информацией, размножение, фотосинтез, передача нервного импульса и многие другие.

Организменный – это самостоятельное существование отдельной особи – одноклеточного или многоклеточного организма.

Популяционно-видовой – уровень, который представлен группой особей одного вида – популяцией; именно в популяции происходят элементарные эволюционные процессы – накопление, проявление и отбор мутаций.

Биогеоценотический – представлен экосистемами, состоящими из разных популяций и среды их обитания.

Биосферный – уровень, представляющий совокупность всех биогеоценозов. В биосфере происходит круговорот веществ и превращение энергии с участием организмов. Продукты жизнедеятельности организмов участвуют в процессе эволюции Земли.

4. Живой мир нашей планеты бесконечно разнообразен и включает огромное число видов организмов, что видно из таблицы.

Таблица 1

Царства	Число видов, известных науке
Животные	Около 1 500 000
Растения	Около 500 000
Грибы	Более 100 000
Бактерии	Около 6000
Вирусы	Около 1000

Современные классификации живых организмов построены по иерархическому принципу. Различные уровни иерархии (ранги) имеют собственные названия (от высших к низшим): царство, тип или отдел, класс, отряд или порядок, семейство, род и, собственно, вид. Виды состоят уже из отдельных особей. Принято, что любой конкретный организм должен последовательно принадлежать ко всем семи категориям. В сложных системах часто выделяют дополнительные категории, например, используя для этого приставки над- и под- (надкласс, подтип и т. п.). Этот принцип построения системы получил название Линнеевской иерархии, по имени шведского натуралиста Карла Линнея, труды которого были положены в основу традиции современной научной систематики.

Вопросы для самоконтроля по теме:

1. Чем характеризуются биологические системы?

2. Какие уровни организации характерны для живой материи? На основании каких критериев они выделяются?

3. Какое практическое значение имеет изучение уровней организации живой материи?

4. Докажите, что всем живым системам, независимо от уровня организации, присущи общие черт, а сами системы находятся в непрерывном взаимодействии.

5. Покажите на примерах, что на каждом уровне организации живой материи возникает определенное новое качество.

Раздел 1. Учение о клетке

Тема 1.1 Клетка – элементарная живая система. Химическая организация клетки.

Основные понятия и термины по теме: клетка, макро-микроэлементы, неорганические вещества, биополимеры, мономеры, углеводы, липиды, гормон, фермент, витамины, нуклеиновые кислоты, АТФ.

План изучения темы

1.Понятие о науке цитология. Клетка - элементарная живая система. 2.Химический состав клетки:

а) элементный состав клетки;

б) неорганические вещества клетки: вода, минеральные вещества;

в) органические вещества: белки, углеводы, липиды, нуклеиновые кислоты, АТФ.

Краткое изложение теоретических вопросов:

1.Цитология (гр. kytos — клетка, logos — учение) — наука о строении, функции и развитии клетки.

Клетка составляет основу строения, жизнедеятельности и развития всех живых форм - одноклеточных, многоклеточных и даже неклеточных. Благодаря заложенным в ней механизмам клетка обеспечивает обмен веществ, использование биологической информации, размножение, свойства наследственности и изменчивости, обусловливая тем самым присущие органическому миру качества единства и разнообразия. элементарная живая система.

2. Все клетки животных и растительных организмов, а также микроорганизмов сходны по химическому составу. В клетке содержится несколько тысяч веществ, которые участвуют в разнообразных химических реакциях. Сходство в строении и химическом составе разных клеток свидетельствует о единстве их происхождения.

Таблица 2

а) Важнейшие химические элементы клетки

Таблица 3

Процентное соотношение органических и неорганических веществ, содержащихся в клетке

Макроэлементы входят в состав органических соединений.

Микроэлементы: йод (входит в состав тироксина, гормона щитовидной железы), кобальт (витамин В12), марганец, никель, рутений, селен, фтор (зубная эмаль), медь, хром, цинк

Ультрамикроэлементы - оказывают бактерицидное воздействие, подавляют обратное всасывание воды в почечных канальцах, оказывают воздействие на ферменты. При его недостатке селена развиваются раковые заболевания. Функции ультрамикроэлементов еще мало понятны.

б) Вода - важнейший компонент клетки, определяет физические свойства клетки – объём, упругость. Вода растворяет вещества, участвующих в химических реакциях: переносит питательные вещества, выводит из клетки отработанные и вредные соединения. Вещества растворимые в воде гидрофильные (от греческого «гидрос» -вода, «филео» - любовь)- спирты, амины, углеводы, белки, соли.

Нерастворимые в воде гидрофобные (от греческого «гидрос» – вода, «фобос» – страх, ненависть) - жиры, клетчатка.

Минеральные соли обеспечивают стабильные показатели осмотического давления, передачу нервного импульса, являются носителями электрического заряда. Для процессов жизнедеятельности из входящих в состав солей катионов наиболее важны: К+, Na+, Ca2+, Mg2+ из анионов: HPO4^2-, H2PO4^-, Cl^-, HCO3^- Прочность и твёрдость костной ткани обеспечивается фосфатом кальция, а раковин моллюсков – карбонатом кальция.

Органические вещества клетки представлены белками, липидами, углеводами, нуклеиновыми кислотами, АТФ, витаминами и гормонами.

Белки — это биополимеры, мономерами которых являются аминокислоты. Аминокислоты содержат аминогруппу, карбоксильную группу и радикал. В состав белков входит 20 основных аминокислот. Соединяются аминокислоты между собой с образованием пептидной связи. Цепочка из более чем 20 аминокислот называется полипептидом или белком. Белки образуют четыре основные структуры: первичную, вторичную, третичную и четвертичную

Белки выполняют в клетке ряд функций: пластическую (строительную), каталитическую (ферментативную), энергетическую (энергетическая ценность расщепления 1 г белка — 17,6 кДж), сигнальную (рецепторную), сократительную (двигательную), транспортную, защитную, регуляторную, запасающую.

Углеводы состоят из углерода, водорода и кислорода. Сложные – полимеры с мономерами в виде моносахаридов (глюкоза, рибоза,дезоксирибоза).К углеводам относятся глюкоза. животный крахмал-гликоген. Многие углеводы хорошо растворимы .Углеводы выполняют в клетке пластическую (строительную), энергетическую (энергетическая ценность расщепления 1 г углеводов — 17,6 кДж), запасающую и опорную функции. Углеводы могут также входить в состав сложных липидов и белков.

Липиды представляют собой органические вещества, не растворимые в воде, но растворимые в бензине, эфире, ацетоне. Из липидов самые распространенные известные жиры, а также лецитин, холестерин и витамины А, D и гормоны. Липиды выполняют в клетке пластическую (строительную), энергетическую (энергетическая ценность расщепления 1 г жира — 38,9 кДж), запасающую, защитную (амортизационную) и регуляторную (стероидные гормоны) функции.. Нуклеиновые кислоты образуются в клеточном ядре, с этим связано их название( от лат. «нуклеус»-ядро). это биополимеры, мономерами которых являются нуклеотиды. В состав нуклеотида входят азотистое основание, углевод и остаток ортофосфорной кислоты. Выделяют два типа нуклеиновых кислот: рибонуклеиновую (РНК) и дезоксирибонуклеиновую (ДНК). ДНК включает четыре типа нуклеотидов: аденин (А), тимин (Т), гуанин (Г) и цитозин (Ц). Структура ДНК была открыта Ф. Криком и Д. Уотсоном 1953г. Молекула ДНК представляет собой двуцепочечную спираль. ДНК определяет состав белков клетки и передачу наследственных признаков и свойств от родителей к потомству.

РНК включает четыре типа нуклеотидов: аденин (А), урацил (А), гуанин (Г) и цитозин (Ц).Выделяют три вида РНК: информационную (и-РНК), транспортную (т-РНК) и рибосомальную (р-РНК). Функции РНК связаны с образованием характерных для этой клетки белков

АТФ ( аденозинтрифосфат)- универсальный биологический аккумулятор энергии в клетке. АТФ содержится в митохондриях, ядре, хлоропластах, цитоплазме. С помощью АТФ в клетке осуществляется синтез веществ, биение жгутиков и ресничек в клетках простейших.

Вопросы для самоконтроля по теме:

1. Какие элементы преобладают в составе живых организмов? Каково их биологическое значение?

2. Какова биологическая роль воды в клетке?

3. Значение минеральных веществ в клетке.

4. Охарактеризуйте строение молекул углеводов в связи с их функциями в клетке.

5. Охарактеризуйте строение молекул липидов в связи с их функциями в клетке.

6. Охарактеризуйте строение молекул белков в связи с их функциями в клетке.

7. Докажите справедливость утверждения о том, что белки составляют основу жизни.

8. Где расположены молекулы ДНК в клетке, каково их строение и какую роль они играют?

9. Охарактеризуйте строение, виды, функции молекул РНК.

10. Каково строение и значение АТФ в клетке?