ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ Тюменский государственный нефтегазовый университет Институт кибернетики, информатики и связи РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ «БИОЛОГИЯ» для всех специальностей на базе основного общего образования 2008 ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА Рабочая программа учебной дисциплины «Биология» разработана в соответствии со стандартом среднего (полного) общего образования. Дисциплина «Биология» относится к общеобразовательному циклу, дающему базовые знания для изучения дисциплин естественно-научного, общепрофессионального и специального циклов. Изучение данной дисциплины базируется на основе общеобразовательных предметов: «Ботаника», «Зоология», «Анатомия», «Естествознание», «Экология», «Физика», «География», «Химия». В результате изучения данной дисциплины студент должен: иметь представление: – о роли биологических знаний в современном мире и в жизни человека; – об истории развития современных представлений о живой природе; – о многообразии органического мира; – о выдающихся открытиях в биологической науке; – о гипотезах возникновения жизни на Земле. знать: – биологические системы (клетку, организм, вид, экосистему); – особенности жизни как формы существования материи; – роль физических и химических процессов в живых системах; – фундаментальные понятия биологии и экологии; – сущность процессов обмена веществ, наследственность и изменчивость; – основные теории биологии: клеточную, хромосомную теорию наследственности, эволюционную; – соотношение социальных и биологических факторов в эволюции человека; – основные области применения биологических и экологических знаний в практике сельского хозяйства, в ряде отраслей промышленности, при охране окружающей среды и здоровья человека; – основные среды обитания и приспособленность к ним организмов; – экологию популяций; – роль окружающей среды в здоровье человека. уметь: – сравнивать (распознавать, узнавать, определять) строение клеток растений и животных; организмы автотрофные и гетеротрофные; – решать генетические задачи; – составлять пищевые цепи. Рабочая программа способствует формированию у студентов целостного представления о сохранении биологического разнообразия и об охране природной среды; развитию познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей; воспитанию бережного отношения к природной среде, уважения к мнению оппонента при обсуждении биологических проблем. Приобретенные знания и умения могут быть использованы в повседневной жизни для оценки последствий своей деятельности по отношению к окружающей среде, здоровью других людей и собственному здоровью. В рабочей программе обращено внимание студентов на прикладной характер дисциплины. Основные формы проведения занятий – лекции с элементами беседы и лабораторные работы. Изучение дисциплины заканчивается зачетом. 2 Введение Основы цитологии Химический состав клетки Строение и функции клетки Обеспечение клеток энергией. Наследственная информация Размножение и развитие организмов Размножение организмов Индивидуальное развитие организмов Основы генетики и селекции Основные закономерности явлений наследственности Закономерности изменчивости Генетика и селекция Эволюция Эволюция. Механизмы эволюционного процесса Возникновение и развитие жизни на Земле Происхождение человека Основы экологии Экосистемы Биосфера и ее охрана Зачет 1. 1.1. 1.2. 1.3. 2. 2.1. 2.2. 3. 3.1. 3.2. 3.3. 4. 4.1. 4.2. 4.3. 5. 5.1. 5.2. Всего Самостоятельная работа студента 1 Лаб. работы Наименование разделов и тем Количество аудиторных часов при очной форме обучения Всего № Максимальная учебная нагрузка Тематический план 4 2 18 6 6 5 6 2 4 2 2 3 2 22 6 8 8 6 2 8 6 2 24 6 4 2 18 2 2 2 6 12 10 2 2 8 4 32 20 6 6 14 6 8 2 104 6 2 24 16 4 4 8 4 4 2 78 2 2 8 4 2 2 6 2 4 4 26 СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ Введение Студент должен: иметь представление: – о биологии как науке о живой природе и закономерностях ею управляющих; – об уровнях организации живой природы; – об основных признаках живых организмов; – о роли биологических знаний в современном мире и в жизни человека. Биология как наука. История развития биологии как науки. Уровни организации живой природы: молекулярный, клеточный, органо-тканевый, организменный, популяционный, биоценотический, биосферный. Основные признаки живых организмов. Роль биологических знаний в современном мире и в жизни человека. Раздел 1. Основы цитологии Тема 1.1. Химический состав клетки Студент должен: иметь представление: – о биологически важных химических элементах; – о роли органических и неорганических веществ в клетке; знать: – неорганические вещества клетки; – органические вещества клетки; – типы нуклеиновых кислот. Биологически важные химические элементы. Химический состав клетки. Неорганические вещества (вода, минеральные соли и др.), их значение в жизни клетки. Органические вещества (углеводы, липиды, белки и нуклеиновые кислоты), их строение и функции в клетке. Типы нуклеиновых кислот: РНК и ДНК, строение, функции, сходство и различия. Тема 1.2. Строение и функции клетки Студент должен: иметь представление: – о клеточной теории М. Шлейдена и Т. Шванна; знать: – строение клетки, ее органоиды и их функции; – клетки прокариот и эукариот; – роль ядра в жизни клетки; уметь: – сравнивать строение клеток различных организмов. Развитие знаний о клетке. Клеточная теория М. Шлейдена и Т. Шванна. Строение клетки. Основные части и органоиды клетки, их строение и функции. Роль ядра в жизни клетки. Эукариоты и прокариоты, особенности их строения. Особенности строения клеток растений, животных, грибов. Вирусы, особенности строения и функционирования. Лабораторная работа № 1 (2 часа). Сравнительная характеристика растительной и животной клетки. Самостоятельная работа студента. Составить таблицу: «Строение и функции клеток прокариот и эукариот». Подготовить сообщение: «Вирусы, вызывающие заболевания растений и животных». Тема 1.3. Обеспечение клеток энергией. Наследственная информация Студент должен: иметь представление: – о процессах обеспечения клетки энергией; – о генетической информации, генетическом коде; знать: – обмен веществ и превращение энергии; – фотосинтез и его значение. Обеспечение клеток энергией. Обмен веществ и превращение энергии. Энергетический и пластический обмен. Биологическое окисление и горение. Гликолиз. Цикл Кребса. Фотосинтез, фазы фотосинтеза, его роль в природе. Генетическая информация. Удвоение ДНК. Генетический код и его свойства. Самостоятельная работа студента. Решение задач по теме: «Генетический код». Раздел 2. Размножение и развитие организмов Тема 2.1. Размножение организмов Студент должен: иметь представление: – о половом и бесполом размножении организмов; – о клеточном цикле, интерфазе; знать: – митоз, его значение; – мейоз, его значение. Размножение. Бесполое размножение, его виды, значение в природе. Половое размножение, значение в природе. Оплодотворение. Клетки соматические и половые. Клеточный цикл. Интерфаза. Митоз: фазы, биологическая роль. Мейоз: фазы, биологическая роль. Образование половых клеток. Самостоятельная работа студента. Составить конспект: «Виды размножения у растений и животных нашей местности». Тема 2.2. Индивидуальное развитие организмов Студент должен: иметь представление: – об индивидуальном развитии организмов; – о зародышевом и постэмбриональном развитии организмов. Индивидуальное развитие организмов (онтогенез). Факторы, влияющие на индивидуальное развитие организма. Зародышевое и постэмбриональное развитие организмов. Причины нарушений развития организмов. Организм как единое целое. Раздел 3. Основы генетики и селекции Тема 3.1. Основные закономерности явлений наследственности Студент должен: иметь представление: – о генетике, гене, генотипе, фенотипе; – о доминантных и рецессивных признаках организмов; – о наследственности и изменчивости; знать: – моно- и дигибридное скрещивание; – основные законы наследственности; уметь: – распознавать доминантные и рецессивные признаки; – распознавать моно- и дигибридное скрещивание; – решать генетические задачи. Генетика. Ген. Генотип. Фенотип. Гомозигота. Гетерозигота. Доминантные и рецессивные признаки. Условные обозначения, используемые в генетике. Моногибридное скрещивание. Законы Г. Менделя. Анализирующее скрещивание. Неполное доминирование. Дигибридное скрещивание. Третий закон Г. Менделя. Решетка Пиннета. Сцепленное наследование генов. Закон Т. Моргана. Генетика пола. Аутосомы и половые хромосомы. Наследование сцепленное с полом. Лабораторная работа № 2 (2 часа). Решение генетических задач по законам Г. Менделя. Самостоятельная работа студента. Решение генетических задач с применением законов Г. Менделя и Т. Моргана. Тема 3.2. Закономерности изменчивости Студент должен: иметь представление: – об изменчивости; – о методах изучения наследственности человека; знать: – модификационную и наследственную изменчивость. Изменчивость. Виды изменчивости. Модификационная изменчивость. Наследственная изменчивость, ее виды. Мутации: геномные, хромосомные, генные. Наследственная изменчивость человека. Методы изучения наследственности человека. Наследственные болезни человека, их лечение и предупреждение. Влияние мутагенов на организм человека. Самостоятельная работа студента. Составить схему: «Виды изменчивости». Подготовить предупреждение». сообщение: «Наследственные болезни человека, их Тема 3.3. Генетика и селекция Студент должен: иметь представление: – о селекции, ее методах; – о центрах происхождения культурных растений. Селекция. Учение Н. И. Вавилова о центрах многообразия и происхождения культурных растений. Методы современной селекции: полиплоидия, отдаленная гибридизация, искусственный мутагенез и др. Успехи селекции: генная инженерия, клеточная инженерия, клонирование. Самостоятельная работа студента. Поиск информации в периодических изданиях об успехах селекции (генной инженерии, клеточной инженерии, клонировании). Раздел 4. Эволюция Тема 4.1. Эволюция. Механизмы эволюционного процесса Студент должен: иметь представление: – о многообразии органического мира; – о доказательствах эволюции; – о принципах систематики организмов; – о результатах эволюции; – о приспособленности как результате действия факторов эволюции; знать: – учение Ч. Дарвина о причинах многообразия видов в природе; – движущие силы эволюции; – популяцию, ее роль в эволюционном процессе; – процессы возникновения приспособлений и образования новых видов. Возникновение и развитие эволюционных представлений. Доказательства эволюции органического мира: морфологические, эмбриологические, палеонтологические и др. Эволюционное учение Ч. Дарвина о причинах многообразия видов в природе и их приспособленности к среде обитания. Движущие силы эволюции, их влияние на генофонд популяции. Изменчивость, ее виды, значение. Борьба за существование: внутривидовая, межвидовая, борьба с неблагоприятными условиями. Естественный отбор: движущая и стабилизирующая формы, значение в эволюции. Дрейф генов. Популяционные волны. Изоляция. Видообразование: экологическое и географическое. Макроэволюция. Типы эволюционных изменений: параллелизм, конвергенция, дивергенция. Биологический прогресс и биологический регресс, их значение в эволюции. Пути достижения биологического прогресса: ароморфоз, идиоадаптация, дегенерация. Результаты эволюции: многообразие видов, приспособленность организмов к среде обитания. Популяция – структурная единица вида и эволюции. Вид, критерии вида. Систематика органического мира. Естественная и искусственная системы. Бинарная номенклатура. Империя. Неклеточные и клеточные формы жизни. Самостоятельная работа студента. Исследование приспособлений живых организмов к окружающей среде, возникших в результате эволюции. Составить описание вида растений или животных, используя критерии вида. Тема 4.2. Возникновение и развитие жизни на Земле Студент должен: иметь представление: – о гипотезах возникновения жизни на Земле; – о гипотезе Опарина; – о развитии жизни на Земле и усложнении организмов в процессе эволюции. Развитие представлений о возникновении жизни. Сторонники теорий абиогенеза и биогенеза. Эксперимент Л. Пастера. Гипотеза А.И. Опарина. Основные гипотезы возникновения жизни на Земле: самозарождения, партеногенеза, стационарного состояния, теория катастроф. Возможность возникновения жизни в настоящее время. Развитие жизни на Земле. Основные эры: архей, протерозой, палеозой, мезозой, кайнозой. Этапы появления живых организмов, их выход на сушу. Основные ароморфозы, позволившие живым организмам выйти из воды на сушу и распространиться по ней. Самостоятельная работа студента. Подготовить сообщение: «Современные теории возникновения жизни на Земле». Тема 4.3. Происхождение человека Студент должен: иметь представление: – о гипотезах происхождения человека; – о доказательствах происхождения человека от животных; знать: – труд Ч. Дарвина о происхождении человека; – основные этапы эволюции человека; – факторы эволюции человека; – человеческие расы. Ч. Дарвин о происхождении человека. Доказательства происхождения человека от животных: палеонтологические, сравнительно-анатомические, молекулярные. Основные этапы эволюции человека: древнейшие (австралопитеки, человек умелый, человек прямоходящий), древние (неандертальцы) и современные люди (кроманьонцы). Факторы эволюции человека: биологические и социальные. Человеческие расы, их происхождение и генетическое единство. Самостоятельная работа студента. Составить таблицу: современных приматов». «Черты сходства и различия человека и Раздел 5. Основы экологии Тема 5.1. Экосистемы Студент должен: иметь представление: – об экологии; – об основных средах обитания живых организмов; знать: – экологические факторы, их влияние на организмы; – экосистемы, виды экосистем; – типы взаимодействий организмов между собой; – пищевые цепи и их виды. Экология как наука об окружающей среде. Экологические факторы: абиотические, биотические, антропогенные. Основные среды обитания: почвенная, водная, наземно-воздушная, организменная. Экосистема, виды экосистем. Типы взаимодействий организмов между собой (хищничество, паразитизм, симбиоз, конкуренция). Пищевые цепи: пастбищные и детритные. Правило 10%. Экологическая пирамида. Самостоятельная работа студента. Составить конспект: «Приспособления организмов к водной и почвенной средам обитания». Составить пищевые сети лесной и водной экосистем. Охарактеризуйте типы взаимодействий организмов между собой в водной экосистеме «озеро». Тема 5.2. Биосфера и ее охрана Студент должен: знать: – биосферу как глобальную экосистему; – строение и функции биосферы; – влияние хозяйственной деятельности на биосферу. Учение В. И. Вернадского о биосфере. Строение биосферы: живое, биогенное, косное, биокосное вещество. Функции живого вещества: энергетическая, газовая, окислительно-восстановительная, концентрационная, деструкционная. Причины бедности жизни в морских глубинах, в литосфере, в верхних слоях атмосферы. Круговорот веществ в природе и его значение. Изменение биосферы в результате деятельности человека. Глобальные экологические проблемы. Самостоятельная работа студента. Опишите современную экологическую обстановку в г. Тюмени. Охарактеризуйте влияние промышленности г. Тюмени на состояние окружающей среды. Подготовить сообщение: «Глобальные экологические проблемы, характерные для Уральского региона». Перечень лабораторных работ Раздел, тема № лабораторной работы 1.2. 1 3.1. 2 Тема лабораторной работы Сравнительная характеристика растительной и животной клетки. Решение генетических задач по законам Г. Менделя. Кол-во часов 2 2 Перечень заданий для самостоятельной работы студентов Раздел, тема 1.2. 1.2. 1.3. 2.1. 3.1. 3.2. 3.2. 3.3. 4.1. 4.1. 4.2. 4.3. 5.1. 5.1. 5.1. 5.2. 5.2. 5.2. Тема Составить таблицу: «Строение и функции клеток прокариот и эукариот». Подготовить сообщение: «Вирусы, вызывающие заболевания растений и животных». Решение задач по теме: «Генетический код». Составить конспект: «Виды размножения у растений и животных нашей местности». Решение генетических задач с применением законов Г. Менделя и Т. Моргана. Составить схему: «Виды изменчивости». Подготовить сообщение: «Наследственные болезни человека, их предупреждение». Поиск информации в периодических изданиях об успехах селекции (генной инженерии, клеточной инженерии, клонировании). Исследование приспособлений живых организмов к окружающей среде, возникших в результате эволюции. Составить описание вида растений или животных, используя критерии вида. Подготовить сообщение: «Современные теории возникновения жизни на Земле». Составить таблицу: «Черты сходства и различия человека и современных приматов». Составить конспект: «Приспособления организмов к водной и почвенной средам обитания». Составить пищевые сети лесной и водной экосистем. Охарактеризовать типы взаимодействий организмов между собой в водной экосистеме «озеро». Описать современную экологическую обстановку в г. Тюмени. Охарактеризовать влияние промышленности г. Тюмени на состояние окружающей среды. Подготовить сообщение: «Глобальные экологические проблемы, характерные для Уральского региона». Средства обучения: 1. Учебники; 2. Схемы, таблицы; 3. Наглядные пособия. Примерные вопросы к зачету (экзамену) 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. Биология – наука о жизни. Значение биологии. Основные признаки живых организмов. Уровни организации жизни. Краткая характеристика. Клетка – структурная и функциональная единица организмов. Основные положения клеточной теории, ее значение. Химический состав клетки. Роль органических веществ в ее строении и жизнедеятельности. Неорганические соединения клетки (вода, соли), их роль. Биологическая роль воды. Углеводы, липиды, их строение и функции. Белки. Строение, функции. Нуклеиновые кислоты, их строение и функции. Сравнительная характеристика ДНК и РНК (сходство и различие). Вирусы, их строение и функционирование. Вирусы – возбудители опасных заболеваний. Обмен веществ и превращение энергии в клетке. Энергетический и пластический обмен. Генетическая информация. Генетический код. Размножение. Виды размножения. Деление клеток – основа размножения и роста организмов. Митоз. Фазы митоза, его биологическая роль. Мейоз. Фазы мейоза, его биологическая роль. Половое размножение организмов. Оплодотворение, его значение. Индивидуальное развитие организмов. Законы Г. Менделя. Правило единообразия гибридов первого поколения. Наследование доминантных и рецессивных признаков. Неполное доминирование генов. Анализирующее скрещивание. Законы Г. Менделя. Закон расщепления признаков во втором поколении. Дигибридное скрещивание. Третий закон Г. Менделя. Сцепленное наследование генов. Закон Т. Моргана. Генетика пола. Аутосомы и половые хромосомы. Модификационная изменчивость, ее значение в жизни организмов. Наследственная изменчивость, ее виды. Виды мутаций, их причины. Генетика человека. Методы изучения наследственности человека. Наследственные заболевания человека, их профилактика. Основные методы селекции растений и животных: гибридизация, искусственный отбор и др. Успехи селекции: клеточная инженерия, генная инженерия, клонирование. Доказательства эволюции органического мира: палеонтологические, эмбриологические, морфологические и др. Эволюция. История развития эволюционного учения. Эволюционное учение Ч. Дарвина. Движущие силы эволюции по Ч. Дарвину. Изменчивость. Виды изменчивости. 35. Борьба за существование и ее виды. 36. Естественный отбор. Формы естественного отбора. 37. Изоляция как эволюционный фактор. Экологическая и географическая изоляция. 38. Видообразование. Механизмы видообразования. 39. Главные направления эволюции: биологический прогресс и биологический регресс. 40. Вид – надорганизменная система, его критерии. 41. Приспособленность – результат действия факторов эволюции. 42. Многообразие органического мира. Классификация организмов. 43. Эволюция человека. Ближайшие «родственники» человека среди приматов. 44. Основные этапы эволюции человека: австралопитеки, человек умелый, человек прямоходящий, неандерталец, кроманьонец. 45. Движущие силы эволюции человека. Биологические и социальные факторы эволюции. 46. Человеческие расы. 47. Основные теории возникновения жизни на Земле. 48. Развитие жизни на Земле (палеозой, мезозой, кайнозой). 49. Экосистема. Виды экосистем. 50. Биогеоценоз как экологическая система, его звенья, связи между ними. 51. Экологические факторы. Среды обитания, их характеристика. 52. Взаимодействие живых организмов между собой (паразитизм, хищничество, симбиоз, конкуренция). 53. Цепи питания: пастбищная и детритная. Правило 10%. Экологическая пирамида. 54. Биосфера, ее строение. Охрана биосферы. Причины бедности жизни в морских глубинах, в литосфере, в верхних слоях атмосферы. 55. Круговорот химических элементов в природе. 56. Влияние деятельности человека на биосферу. РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА Основная: 1. Беляев, Д.К. Общая биология /Д.К. Беляев. – М.: Просвещение, 1998. 2. Криксунов, Е.А. Экология /Е.А. Криксунов, В.В. Пасечник. – М.: Дрофа, 2001. 3. Захаров, В.Б. Общая биология /В.Б. Захаров, С.Г. Мамонтов, Н.И. Сонин. – М.: Дрофа, 2002. 4. Каменский, А.А. Введение в общую биологию и экологию /А.А. Каменский, Е.А. Криксунов, В.В. Пасечник. – М.: Дрофа, 2003. 5. Общая биология: учебник для 10-11 классов общеобразовательных учреждений /под ред. Д.К. Беляева. – М.: Просвещение, 2005. 6. Полянский, Ю.А. Общая биология /Ю.А. Полянский. – М.: Просвещение, 1992. 7. Тупикин, Е.И. Общая биология с основами экологии и природоохранной деятельности /Е.И. Тупикин. – М.: Издательский центр «Академия», 2004. Дополнительная: 1. Акимов, С.С. Биология в таблицах, схемах, рисунках /С.С. Акимов, А.Х. Ахмалишева, А.В. Хренов. – М.: Лист, 1998. 2. Власова, З.А. Биология: справочник абитуриента /З.А. Власова. – М.: Издательство АСТ, 1998. 3. Каменский, А.А. Биология для абитуриентов и учащихся 11 классов /А.А. Каменский, Н.А. Соколова, С.А. Титов. – М.: Издательство «Экзамен», 2003. 4. Козлова, Т.А. Биология в таблицах: 6-11 классы /Т.А. Козлова, В.С. Кучменко. – М.: Дрофа, 1998. 5. Лемеза, Н.А. Биология в экзаменационных вопросах и ответах /Н.А. Лемеза, Л.В. Камлюк, Н.Д. Лисов. – М.: Рольф, Айрис-пресс, 1999. 6. Приходько, О.Б. Уроки для будущего /О.Б. Приходько. – Тюмень: Издательство «Вектор Бук», 2001. 7. Радкевич, В.А. Экология /В.А. Радкевич. – Минск: Вышэйшая школа, 1998. 8. Сухова, Т.С. Контрольные и проверочные работы по биологии /Т.С. Сухова. – М.: Дрофа, 2001. 9. Сухова, Т.С. Тесты по биологии: 6-11 классы /Т.С. Сухова. – М.: Дрофа, 1998. 10. Чернова, Н.М. Общая биология /Н.М. Чернова, А.И. Никишов, Н.А. Топорнина. – М.: Высшая школа, 1985. 11. Чернова, Н.М. Основы экологии /Н.М. Чернова, В.М. Галушин, В.М. Константинов. – М.: Дрофа, 1999.