Теория эволюции

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
ФГБОУ ВПО
«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Институт биологии
Кафедра экологии и генетики
«УТВЕРЖДАЮ»:
Проректор по учебной работе
_______________________ /Волосникова Л.М./
_______________________ 2013 г.
ТЕОРИИ ЭВОЛЮЦИИ
Учебно-методический комплекс. Рабочая программа
для студентов специальности 020803.65 – Биоэкология,
очной формы обучения
«ПОДГОТОВЛЕНО К ИЗДАНИЮ»:
Автор (ы) работы ____________________/Шаповалов С.И./
« 26 » августа 2013 г.
Рассмотрено на заседании кафедры экологии и генетики
«29» августа 2013 г. № протокола 1
Соответствует требованиям к содержанию, структуре и оформлению.
«РЕКОМЕНДОВАНО К ЭЛЕКТРОННОМУ ИЗДАНИЮ»:
Объем 14 стр.
Зав. кафедрой ______________________/Пак И.В./
« 29 » августа 2013 г.
Рассмотрено на заседании УМК Института биологии «31» октября 2013 г.
№ протокола 2
Соответствует ФГОС ВПО и учебному плану образовательной программы.
«СОГЛАСОВАНО»:
Председатель УМК ______________________/Мелентьева А.А./
«31» октября 2013 г.
«СОГЛАСОВАНО»:
Зав.библиотекой биологической литературы Института биологии
______________ /Киприна Н.И./
«12» ноября 2013 г.
«СОГЛАСОВАНО»:
Зав. методическим отделом УМУ_____________/Фарафонова И.Ю./
«____»____________2013 г.
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Институт биологии
Кафедра экологии и генетики
Шаповалов С. И.
ТЕОРИЯ ЭВОЛЮЦИИ
Учебно-методический комплекс. Рабочая программа
для студентов специальности 020803 – Биоэкология,
очной формы обучения
Тюменский государственный университет
2013
2
Шаповалов С.И. «Теория эволюции»: Учебно-методический комплекс. Рабочая
программа для студентов специальности 020803 –Биология, заочной формы обучения.
Тюмень: Издательство Тюмень, 2013.
Рабочая программа составлена в соотвествии с требованием ФГОС ВПО с учетом
рекомендаций и ПрООП ВПО.
Рабочая учебная программа дисциплины опубликована на сайте ТюмГУ: Теория
эволюции [электронный ресурс]. Режим доступа http:www.umk.utmn.ru, свободный.
Рекомендована к печати учебно-методической комиссией Института биологии
ОТВЕТСТВЕННЫЙ РЕДАКТОР: заведующий кафедрой экологии и генетики, д.б.н. Пак
Ирина Владимировна
© ГОУ ВПО Тюменский государственный университет, 2013.
© Шаповалов С.И., 2013
3
1. Пояснительная записка
Теории эволюционные - часть биологии, изучающая общие закономерности и движущие
силы исторического развития жизни.
Цель курса: рассмотреть методологические подходы в эволюционной теории и
основные закономерности эволюции организмов
Задачи курса:
1. Рассмотреть историю возникновения и развития исторических идей;
2. Исследовать общие проблемы микро- и макроэволюции;
3. Познать закономерности эволюции экосистем;
4. Выяснить пути исторического развития отдельных групп организмов.
Для успешного достижения целей и задач настоящего курса кроме лекций
планируются семинарские занятия, которые предусматривают обсуждение студентами
теоретических проблем и основных понятий дисциплины, иллюстрацию их конкретными
примерами в форме рефератов и устных докладов. Индивидуальная работа со студентами
предусматривает работу с первоисточниками.
2. Структура и трудоемкость дисциплины,
Семестр 7, Форма аттестации – экзамен, 3 модуля. Общая трудоемкость дисциплины
составляет 70 часов
3.1. Тематический план изучения дисциплины
№
п/п
Наименование
дисциплины
1 модуль
1.1.
Понятие
биоэволюции, борьба
трасформизма и
креационизма в
додарвиновский
период
1.2.
Эволюционная теория
Ч. Дарвина
1.3.
Развитие
эволюционного
учения в конце ХIХпервой половины ХХ
столетия
1.4.
Понятие популяции,
полиморфизм,
мобилизационный
резерв изменчивости
лекции
Количество часов
Форма
семинары и самостоятельная контроля
практические
работа.
2
-
2
презентация
2
-
1
презентация
2
-
2
презентация
2
-
2
презентация
4
1.5.
1.6.
1.7
1.8.
1.9.
Понятие
элементарного
эволюционного
события.
Мутационный процесс
как фактор эволюции,
комбинативная
изменчивость
Дрейф
генов,
его
частные случаи.
Естественный отбор,
его формы.
Над- и
субиндивидуальный
естественный отбор, котбор
Вид и его сруктура,
критерии вида
Видообразование
1.10.
Всего
2 модуль
2.1.
Понятие макро- и
микроэволюции.
Эмпирические
правила эволюции
2.2.
Понятие прогресса и
регресса в биологии.
Основные
направления
биологического
прогресса.
2.3.
Параллелизм,
конвергенция и
дивергенция в
эволюции
органического мира.
2.4.
Значение корреляций
и координаций в
эволюционном
процессе.
Всего
3 модуль
3.1.
Гипотезы
возникновения жизни
на Земле.
3.2
Основные
особенности человека
разумного, его место в
системе животного
царства. Основные
этапы эволюции
человека
2
-
2
реферат
2
-
2
презентация
2
-
2
презентация
2
-
2
презентация
2
-
1
презентация
2
20
-
1
17
реферат
презентации
2
-
2
презентации
2
-
2
презентации
2
-
2
презентации
2
-
10
4
10
4
2
реферат
3
2
--
5
Всего
Итого
6
36
7
34
0
Экзамен
3.2.Виды и формы оценочных средств в период текущего контроля
Практиче
ские
работы
№ темы
Состоятельная работа
презентации
1.1.
1.2.
1.3.
1.4.
1.5.
1.6.
1.7.
1.8.
1.9.
1.10.
Всего
2.1.
2.2.
2.3.
2.4.
Всего
3.1
3.2.
Всего
Итого
0-3
0-6
0-6
0-6
0-3
0-6
0-6
0-9
0-7
0-6
0-58
0-6
0-6
0-6
0-6
0-24
реферат
Итого количество баллов
0-3
0-6
0-6
0-6
0-6
0-6
0-6
0-9
0-7
0-9
0-64
0-6
0-6
0-6
0-6
0-24
0-6
0-6
0-12
0-100
0-3
0-3
0-6
0-6
0-6
0-6
0-88
0-6
0-12
3.3.Планирование самостоятельной работы студентов
№
Модули и темы
Виды СРС
Неделя
семестра
Объем часов
Кол-во баллов
2
0-3
1
1
0-6
2-3
2
0-6
3-4
2
0-6
2
0-6
2
0-6
обязательные
Модуль 1
1.1.
1.2.
1.3.
1.4.
1.5.
1.6.
Введение. Борьба
трансформизма и
креационизма в
додарвиновский период.
Эволюционная теория Ч.
Дарвина
Изучение
отдельных тем
Эволюционная
теория
Ж. Б. Ламарка
Эволюционая Теория А.
Кордюма
Теория предварительной
адаптации
Эволюционная теория Ч.
Презентации
Изучение
отдельных тем
Презентации
1
Презентации
Презентации
5-6
6
Дарвина
Эволюционная теория Де
Фриза
1.8. Вид и его структура
1.9. Критерии вида
1.10. Видообразование
Всего по модулю 1:
Модуль 2
1.7.
1.1.
1.2.
Популяция
как
минимальная
единица
эволюции
Факторы эволюции
Рефераты
Рефераты
Рефераты
Рефераты
Изучение
отдельных
Рефераты
Изучение
отдельных
Рефераты
тем
тем
Основные
проблемы Изучение
макроэволюции
отдельных тем
(презентации)
Выполнение
контрольных
работ.
1.5. Эволюция онтогенеза
Изучение
отдельных тем
Всего по модулю 2:
Модуль 3
1.1. Возникновение жизни
Изучение
отдельных тем
1.2. Происхождение человека Изучение
отдельных тем
Выполнение
индивидуальных
заданий Реферат.
Всего по модулю 3:
7-8
2
0-6
7-8
7-8
7-8
2
1
1
17
0-9
0-7
0-9
0-64
9-10
2
0-6
11-12
2
0-6
13-14
2
0-6
15- 16
4
0-6
10
0-24
17
4
0-6
17-18
3
0-6
7
0-12
34
0-100
1.4.
18
ИТОГО:
5. Содержание дисциплины
Место эволюционной теории в биологии Уровни организации и уровни познания
жизни на Земле. Единство материального мира как доказательство эволюционного
процесса. Эволюция неживой и живой материи.
История эволюционных учений
Борьба креационизма и трансформизма в додарвиновский период. Представление
Дж. Рея о неизменности вида. Креационизм в работах К. Линнея. Естественная и
искусственная система природы. Теория катастроф Ж. Кювье.
7
Эволюционная теория Ж. Б. Ламарка. Самозарождение жизни и Принцип
градаций. Двойственность взглядов Ж. Б. Ламарка на природу движущих факторов
эволюции. Законы Ламарка. Соотношение формы и функции в его работах.
Типологическая и номиналистская концепция вида.
Эволюционная теория Ч. Дарвина.
Естественнонаучные
и
экономические
предпосылки эволюционной теории Ч. Дарвина. Основные результаты его путешествие
на корабле «Бигль». Формы изменчивости организмов. Взгляды Ч. Дарвина на механизм
формирования
пород
домашних
животных
и
сортов
культурных
растений.
Бессознательная и методическая форма искусственного отбора. Сущность борьбы за
существование, метафорический характер этого понятия. Естественный отбор, его формы.
Многообразие и дискретность органического мира,
дивергенция видов, ее причины.
Органическая целесообразность, ее происхождение. Сходство и различие эволюционных
теорий Ч. Дарвина и Ж. Б. Ламарка..
Теория предварительной адаптации. Предварение признака. Мутационная теория
Де Фриза. Жордановские и линеевские виды. Концепция многомерного вида.
Мутационизм в синтетической теории эволюции. Ортогенез и ортоселекция. Причины
канализованности эволюционного процесса. Номогенез Л. С. Берга. Экосистема как
минимальная единица эволюции. Значение горизонтальных переносов генетической
информации в эволюции организмов. Эволюционная теория К. Кордюма. Психо- и
механоламаркизм в современной эволюционной теории. Проблема наследования
приобретенных признаков и ее решение в настоящее время. Неодарвинизм в работа
Вейсмана.
Элементарные факторы эволюции
Понятие популяции. Генофонд популяции. Мобилизационный резерв изменчивости
и генетический груз популяции. Типы генетического груза. Значение мобилизационного
резерва изменчивости в эволюции организмов. Полиморфизм популяции. Отличие
полиморфизма от других форм изменчивости организмов. Типы полиморфизма.
Мутационный процесс как фактор эволюции. Разнообразие мутаций. Частота
спонтанного
мутагенеза
у
различных
организмов.
Биологические
механизмы
комбинирования генов.
Закон Харди-Вайнберга. Понятие идеальной популяции. Дрейф генов, его причины
и следствия (уменьшение генетического разнообразия, потеря редких генов). Генетикоэволюционный эффект принципа основателя. Популяционные волны. Изменение генных
частот при подъемах и спадах численности организмов. Закрепление рецессивных аллелей
8
на периферии популяционного ареала. Обеднение генофонда популяции при прохождении
через «бутылочное горло».
Поток
генов
как
эволюционный
фактор.
Основные
способы
расселения
организмов. Интенсивность миграции организмов, ее связь с потоком генов.
Естественный
отбор.
Доказательства
существования
отбора
в
природе.
Однолокусная модель естественного отбора. Коэффициент отбора и приспособленность
Скорость изменения частоты гена под действием отбора. Экспрессия генов в связи с
отбором. Модификаторы экспрессии гена. Уровни отбора. Отбора на суборганизменном
уровне. Формы индивидуального естественного отбора. Групповой отбор. Значение
полового и обычного естественного отбора в формировании вторичных половых
признаков.
Репродуктивная изоляция организмов. Ее значение в образовании видов. Формы
репродуктивной изоляции.
образования
нового
вида.
Аллопатрическое
видообразование.
Кольцо
форм.
Видообразование на периферии ареала. Фрагментации ареала.
Симпатрическое видообразование. Видообразование путем хромосомных и
геномных
мутаций
и
гибридизации.
Видообразование
как
результат
эволюции
коэволюции систем: паразит - хозяин, опылитель - опыляемое растение, фитофаг кормовое растение. Хронологическая репродуктивная изоляция организмов и ее роль в
эволюции организмов. Видообразование в процессе биотопической и этологической
изоляции. Генетические механизмы видообразования.
Причины
вымирания
видов.
Финалистские
концепции
вымирания
видов.
Инадаптивная эволюция. Тупики эволюции. Неокатастрофизм и вымирание крупных
таксонов органического мира. Значение биологических и антропогенных факторов в
вымирании видов
Современные представления о макрогенезе
Связь
прогресса
и
регресса
в
эволюции
организмов.
Биологический
и
морфофизиологический прогресс. Их критерии. Основные направления биологического
прогресса: арогенез, аллогенез, телогенез, катагенез, гипогенез и гипергенез.
Понятие
адаптивной зоны и межадаптивного пространства. Квантовая эволюция. Как причина
редкости нахождения промежуточных форм. Связь арогенеза и аллогенеза. Связь
аллометрического роста организмов с гипергенной эволюцией.
9
Эволюция органов и функций. Мультифункциональность органов. Множественное
обеспечение жизненно важных функций организма. Причины рудиментации органов.
Атавизмы. Основные способы эволюционного преобразования органов.
Эмпирические правила эволюции: необратимости эволюции, происхождение от
неспециализированного предка, прогрессивной специализации и смены фаз в процессе
адаптациогенеза.
Организм как целое в индивидуальном развитии. Целостность организма в
онтогенезе. Механизмы взаимодействия частей и органов в процессе онтогенеза. Типы
корреляций. Регуляторное значение корреляций. Корреляции общего и частного
характера. Накопление в процессе эволюции корреляций общего значения. Целостность
организма в филогенезе. Типы координаций. Связь координаций и корреляций.
Эволюция онтогенеза. Ограниченность биогенетического закона. Цено- и
филэбриогенезы. Типы филэбриогенезов. Пути автономизации онтогенеза.
Конвергенция, дивергенция и параллелизм в эволюции органического мира. Монои полифилетический путь развития органического мира.
Происхождение адаптаций. Поддержание адаптированности организма. Правило
«черной королевы». Типы и уровни адаптаций. Свободная экологическая ниша и
предварительная адаптация организмов.
Происхождение жизни на Земле
Критика вульгарных гипотез зарождения жизни. Эксперименты Ф. Реди и Л.
Пастера. Общие свойства живой и неживой материи. Неопределенность границ между
живым и неживым. Особенности организмов. Гипотеза панспермии. Устойчивость
организмов к действию экстремальных факторов космического пространства. Изучение
углистых
метеоритов с целью доказательства возможности переноса организмов
космическими телами.
Теория самозарождения жизни на Земле. Состав первичной атмосферы Земли.
Экспериментальные исследования синтеза абиогенным путем простых и сложных
органических молекул. Основные этапы химической эволюции. Сущность процесса
коацервации и самоорганизации органических молекул. Происхождения мембран и
генетического кода. Возникновение фотосинтеза. Хемолюминисценция как древний
механизм утилизации клеткой свободного кислорода. Происхождение хемоавтотрофов и
роль в современных экосистемах Земли. Космическая роль фотоавтотрофов: накопление
органического вещества, появление аэробной жизни, возникновение озонового экрана.
Выход организмов на сушу.
Возникновение человека
10
Биологические и социальные особенности человека. Место человека в системе
животного царства. Основные особенности человека разумного. Факторы антропогенеза.
Основные этапы становления человека. Физические типы австралопитековых. Места их
находок и образ жизни различных видов. Афарский австралопитек как предшественник
человека прямоходящего. Распространение человека прямоходящего. Его физический
облик. Морфологические типы неандертальцев. Их духовная жизнь. Основные гипотезы
происхождения
кроманьонского
человека.
Материальная
и
духовная
культура
кроманьонцев. Человек как единый биологический вид. Происхождение человеческих
рас. Класификация человеческих рас. Западный и восточный очаг расогенеза. Вторичные
очаги расообразования. Движущие факторы расогенеза. Социальные факторы в эволюции
человека.
4.Темы рефератов
1. Борьба трансформизма и креационизма в додарвиновский период
2.
Эволюционная теория Ч. Дарвина.
3. Понятие популяции, полиморфизм, мобилизационный резерв изменчивости
4.
Мутационный процесс как фактор эволюции
5.
Дрейф генов, поток генов, их эволюционное значение
6.
Естественный отбор
7.
Вид видообразование
8.
9.
Основные направления биологического прогресса.
Эволюция онтогенеза
Контрольные вопросы к экзамену
1. Вид Мутационный процесс как фактор эволюции. Значение комбинативной
изменчивости в поддержании генетического разнообразия популяции.
2. Доказательства реальности естественного отбора.
3. Понятие генофонда популяции. Мобилизационный резерв
изменчивости и генетический груз популяции.
4. Сущность видообразования.
5. Механизмы горизонтального переноса генетической информации.
Экосистема как минимальная единица эволюции (эволюционная теория В. А.
Кордюма).
6. Концепция полового отбора. Значение полового и обычного естественного
отбора в формировании вторичных половых признаков.
7. Происхождение прямохождения у человека.
11
8. Автономизация онтогенеза. Рассредоточение ростовых и формообразовательных
процессов по различным стадиям онтогенеза.
9. Развитие понятие «вид» от Дж. Рея до наших дней. Основные концепции вида.
10. Критика биогенетического закона. Основные способы филогенетического
изменения онтогенеза.
11. Направленность онтогенеза. Концепции ортогенеза и ортоселекции.
12. Мультифункциональность органов. Множественное обеспечение жизненно
важных функций организма. Количественное выражение функций органа.
13. Основные способы эволюционного изменения органов.
14. Прогресс и регресс в эволюции организмов. Основные критерии биологического
и морфофизиологического прогресса.
15. Значение и формы репродуктивной изоляции организмов
16. Арогенный путь эволюции организмов. Понятие «адаптивной зоны» и
«межадаптивного пространства». Квантовая эволюция организмов. Судьба в
эволюции переходных форм.
17. Аллогенез и телогенез как направления биологического прогресса.
18. Теория «нейтрализма». Понятие молекулярных часов.
19. Физические типы австралопитеков. Основные находки и распространение.
Причины дивергенции.
20. Понятие адаптации, их классификация. Происхождение адаптаций.
21. Закон Харди-Вайнберга. Сущность дрейфа генов.
22. Понятие популяции. Уникальность популяций.
23. Эмпирические правила эволюции.
24. Основные положения эволюционной теории Ж. Б. Ламарка.
25. Происхождение рас человека. Основные факторы расогенеза.
26. Теория предварительной адаптации организмов. Значение преадаптаций в
эволюции организмов.
27. Типологическая концепция вида в работах К. Линнея. Естественная и
искусственная системы природы.
28. Причины вымирания видов. Тупики эволюции. Инадаптивная эволюция
организмов
29. Катастрофизм Ж. Кювье. Современные взгляды на проблему массового
вымирания видов.
30. Основные способы аллопатрического видообразования.
31. Типы симпатрического видообразования.
12
32. Экспериментальное обоснование возможности зарождения жизни на Земле.
33. Гипотеза происхождения жизни на Земле путем заноса ее с других планет
(панспермия). Особенности строение углистых метеоритов.
34. Морфологический критерий вида, недостатки и достоинства. Виды- двойники.
35. Географический и экологический критерий вида.
36. Основные этапы биопоэза.
37. Эндосимбиотическая теория происхождения эукариотической клетки.
38. Поток генов, его значение в изменении генофонда популяции.
39. Популяционные волны, изменение генофонда популяции при подъемах и спадах
численности.
40. Борьба за существование – краеугольный камень эволюционной теории Ч.
Дарвина.
41. Изменение частот генов в малых выборках особей. Принцип основателя.
42. Формы индивидуального естественного отбора.
43. Полиморфизм популяции. Признаки полиморфной популяции.
44. Генетико-репродуктивный критерий вида.
45. Физиолого-биохимический критерий вида.
46. Однолокусная модель естественного отбора. Коэффициент отбора. Адаптивная
ценность гена.
47. Человек как биологический вид. Место человека разумного в системе животного
царства. Основные особенности человека.
48. Проблема наследования приобретенных признаков, ее решение в настоящее
время.
49. Человек
прямоходящий.
Основные
находки.
Распространение
человека
прямоходящего.
50. Основные принципы современной систематики.
51. Морфологические типы неандертальцев, образ жизни, духовная и материальная
жизнь. Распространение неандертальцев.
52. Мутационная теория Де Фриза, ее вклад в синтетическую теорию эволюции.
53. Дискретная и клинальная изменчивость видов. Их значение для систематики
организмов.
54. Дивергенция, конвергенция и параллелизм в эволюции органического мира.
55. Моно- и полифилетический пути эволюции органического мира.
13
56. Понятие фенотипа и генотипа, роль генной среды в фенотипическом проявлении
признака. Эволюция доминантности. Отбор генов-модификаторов.
57. Организм как целое в индивидуальном развитии. Типы корреляций и их роль в
онтогенезе.
58. Гипо-, гипер- и катагенез как направления биологического прогресса.
59. Организм как целое в историческом развитии. Типы координаций. Связь
корреляций и координаций в филогенезе.
60. Экологические
и
генетические
механизмы
поддержания
генетического
разнообразия популяции.
5.Учебно-методическое обеспечение дисциплины
5.1. Рекомендуемая литература
Основная:
1. Северцов, А.С. Теория эволюции. М.: ВЛАДОС, 2005. – 380 с. Гриф МО
2. Еськов, Е. К. Биологическая история Земли: учеб. пособие для студ. вузов, обуч. по
спец. "Биология"/ Е. К. Еськов. – М.: Высшая школа, 2009. - 462 с. Гриф: Методсоветом по
направлению
3. Тыщенко, В. П. Введение в теорию эволюции: курс лекций: учебное пособие для вузов/
В. П. Тыщенко; ред. Ю. И. Полянский. - 2-е изд. - Москва: КомКнига, 2010. - 242 с. Гриф
ГК СССР по народн. образов.
Дополнительная:
1.Хлебосолов Е. И. Лекции по теории эволюции. М.2004
2.Воронцов Н. Н. Развитие эволюционных идей в биологии. М. 2004.
3.Еремченко О. З. Учение о биосфере М. 2006 Гриф УМО
4. Яблоков А. В. Эволюционное учение М. 2004. Гриф УМО
5. Иорданский Н. Н. Эволюция жизни М. 2001
6. Вахненко, Д. В. Биология с основами экологии: учеб. для вузов/ Д. В. Вахненко, Т. С.
Гарнизоненко, С. И. Колесников; ред. В. Н. Думбай. - Ростов-на-Дону: Феникс, 2003. - 512
с.
5.2.Средства и материально-техническое обеспечение лекций
Дисциплина обеспечена компьютерными презентациями, составленными автором,
видеофильмами. На факультете имеется для проведения занятий 3 мультимедийные
аудитории.
14