Российское образование
Абитуриент | Каталог | Вузы | Карты
Тесты | Стандарты | Документы | Глоссарий
Новости | Мероприятия | Регистрация
Дистанционное обучение | Учебно-методическая библиотека

ПРОГРАММА

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

УТВЕРЖДАЮ

Руководитель Департамента образовательных программ и стандартов
профессионального образования

 

                                       Л.С. Гребнев

18 декабря 2000 г.

ПРИМЕРНАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

 

ДПП.04  ГЕНЕТИКА  И  ЭВОЛЮЦИЯ

 

Рекомендуется Министерством образования Российской Федерации
для направления подготовки

540100 ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ


Дисциплина

ГЕНЕТИКА И ЭВОЛЮЦИЯ

Направление:                                            540100 Естественнонаучное образование

Профиль:                                                    540102 Биология

Курс:                                                           4

Форма обучения:                                      очная

Семестр:                                                    7, 8

Количество часов на дисциплину:        150

Количество аудиторных часов на дисциплину: 136

Цель дисциплины: формирование фундаментальных знаний по важнейшим проблемам генетики и теории эволюции.

Задачи дисциплины:

·        обеспечить усвоение основных теоретических положений генетики и теории эволюции органического мира, включающих как классические направления в развитии генетики и теории эволюции, так и те основные современные достижения биологической науки;

·        обеспечить понимание генетического и эволюционного подходов для естественнонаучного объяснения биологических явлений и факторов;

·        сформировать ответственное отношение к природе и готовность к активным действиям по ее охране на основе знаний о генетике и эволюции органического мира;

·        обеспечить овладение современными методами исследования живых организмов и применение их в теории и практике;

·        развить способности к творчеству, в том числе к научно-исследовательской работе, и выработать потребность к самостоятельному приобретению знаний.

Принципы отбора содержания и организации учебного материала

Содержательное наполнение предлагаемой программы "Генетика и эволюция" обусловлено обобщающим характером, методологической направленностью, логикой изложения и важностью изучения генетики и эволюции, а также включенностью их в систему биологических дисциплин.

Содержание дисциплины распределяется главным образом между лекционной и практической частями на основе принципов фундаментальности, интегрированности и дополнительности. Лабораторно-практические занятия не дублируют лекции, а содержат материал, ориентированный на практическое овладение современными методами исследования живых организмов. В лекционном курсе главное место отводится общетеоретическим основам биологических знаний.

Основная часть программы построена в соответствии с логической структурой дисциплины генетики и эволюции и включает следующие разделы: "Основы генетического анализа", "Цитологические основы наследования и наследственности", "Организация генетического материала клеток на молекулярном уровне"", "Причины и методы изучения изменчивости", "Генетика популяций и эволюционная генетика" "Основные проблемы и методы селекции", "Основные проблемы генетики человека", "История развития эволюционных учений", "Органическая эволюция как объективный процесс", "Методы изучения эволюции", "Учение о микроэволюции", "Проблемы макроэволюции", "Антропогенез".

Программа дисциплины "Генетика и эволюция" включает следующие курсы:

·        Курс I "Генетика";

·        Курс II "Теория эволюции".

Текущий контроль качества усвоения материала

Проверка качества усвоения знаний в течение семестра обеспечивается в устной (коллоквиумы, доклады) и письменной форме (контрольные работы, решение задач). Проведение письменных работ дисциплинирует студентов, наполняет конкретным содержанием понятие "высокие требования", дает преподавателю основания для объективной оценки знаний и позволяет самому студенту представить уровень собственных знаний по предмету.

Итоговая аттестация

Дисциплина завершается устным экзаменом, на котором проверяется усвоение теоретического материала и качество выполнения практических заданий. При оценке знаний учитывается умение студента объяснять основные общебиологические проблемы с позиций новейших данных генетики и теории эволюции. Важно также определить способность студента использовать теоретические знания в решении практических задач.

Основное содержание

Введение

Генетика - наука о наследственности и изменчивости. Проявление наследственности и изменчивости на разных уровнях организации живого: молекулярном, клеточном, тканевом, организменном, популяционном.

Теория эволюции как особый раздел теоретической биологии, как самостоятельная наука и ее соотношение с другими биологическими науками. Основные разделы теории эволюции.

Практическое значение генетики и теории эволюции в современной науке о человеке, в медицине, в практике сельского хозяйства, в разработке комплекса мер по охране окружающей среды.

Место и значение генетики и эволюции в школьном биологическом образовании.

Курс I.       ГЕНЕТИКА

Основные методы генетики. Логика генетического анализа в современной биологической науке. Исторический обзор развития генетики. Синтез генетики и биохимии в становлении молекулярной биологии.

Основы генетического анализа

Гибридологический анализ как основной метод генетики. Особенности менделевского подхода в гибридологическом анализе. Наследование при моногибридном скрещивании. Единообразие гибридов F1, доминирование, неполное доминирование, кодоминирование. Ген как отрезок молекулы ДНК. Понятие об аллелях гена. Взаимодействие аллелей. Расщепление по фенотипу и по генотипу в F2 и F3. Возвратные и анализирующие скрещивания. Гомо- и гетерозиготность. Расщепление в ряду поколений у самоопылителей и при перекрестном размножении, закон Гарди-Вайнберга и его ограничения. Тетрадный анализ у дрожжей и доказательства расщепления на уровне поведения хромосом. Статистические методы оценки влияния случайных и неслучайных факторов, модифицирующих расщепление. Особенности проявления законов Менделя у человека.

Наследование при дигибридном скрещивании. Третий закон Менделя. Расщепление по фенотипу и генотипу. Поведение негомологичных хромосом в мейозе как цитологическая основа расщепления при дигибридном скрещивании. Комбинативная изменчивость в ди- и полигибридных скрещиваниях, ее значение в селекции, в определении многообразия форм в природе и индивидуальности человека. Принципы дискретности детерминизма, вытекающие из законов Менделя.

Наследование при взаимодействии неаллельных генов. Типы взаимодействия: комплементарность, эпистаз (супрессия), полимерия, модифицирующая действие генов. Изучение взаимодействия генов как познание действия генов. Концепция один ген - один фермент как основа биохимической генетики и ее приложение к конкретным случаям взаимодействия генов. Генотип как система генов. Понятие об экспрессивности и пенетрантности.

Роль Т.Г. Моргана в создании хромосомной теории наследственности. Наследование признаков, сцепленных с полом. Особенности наследования при гетерогаметности мужского и женского пола. Наследование при нерасхождении хромосом, хромосомные болезни человека как доказательства хромосомной теории наследственности.

Явление сцепления генов. Расщепление в F1 и F2 при полном и неполном сцеплении генов в опытах Моргана. Определение понятия о группах сцепления генов. Соответствие числа групп сцепления гаплоидному числу хромосом как доказательство хромосомной теории наследственности.

Величина кроссинговера и линейное расположение генов в хромосомах. Одинарный, двойной и множественный кроссинговер, основной принцип картирования генов, локализация генов, картирующие функции и принцип аддитивности. Генетические карты хромосом у эукариот. Понятие о природе гена в классической генетике.

Цитологическое доказательство кроссинговера. Учет кроссинговера при тетрадном анализе у нейроспоры и доказательство участия в кроссинговере тетрады хроматид. Первые гипотезы о механизмах рекомбинации сцепленных генов. Ошибки рекомбинации как источник мутации.

Сопоставление цитологических и генетических карт хромосом. Влияние структуры хромосом, пола особи, функционального состояния организма и факторов внешней среды на частоту кроссинговера. Генетический контроль процесса рекомбинации сцепленных генов. Митотический кроссинговер, соматический мозаицизм.

Цитологические основы наследования и наследственности

Жизненный цикл клетки. Структурные и количественные изменения хроматина в клеточном цикле. Гены, контролирующие клеточный цикл и его регуляцию. Онкогены и ростовые факторы. Цитология митоза. Биологическое и генетическое значение митоза.

Понятие о кариотипе. Видовая специфичность кариотипа. Кариосистематика. Кариотип человека.

Генетика соматических клеток в культуре. Преодоление нескрещиваемости видов при гибридизации клеток in vitro. Клеточная биотехнология растений как новый метод получения селекционного материала.

Цитологические основы размножения. Мейоз как цитологическая основа образования и развития половых клеток (гамет). Цитология мейоза. Фазы и стадии первого и второго миотических делений. Особенности синтеза ДНК в нейоцитах. Механизмы конъюгации гомологичных хромосом в мейозе. Генетический контроль образования синаптемного комплекса. Расхождение гомологичных и негомологичных хромосом в мейозе. Биологическое и генетическое значение мейоза. Генетический контроль мейоза.

Чередование гапло- и диплофазы в жизненных циклах растений и животных. Гаметогенез у животных. Особенности сперматогенеза и оогенеза. Матроклинное наследование. Спорогенез и гаметогенез у растений.

Нерегулярные типы полового размножения: партеногенез и апомиксис, гиногенез, андрогенез. Наследование признаков при нерегулярных типах полового размножения, нестабильность хромосомного набора.

Понятие о хроматине. Эу- и гетерохроматин. Факультативный и конститутивный гетерохроматин. Пространственная организация хромосомы. Нуклеосомный уровень организации хроматина. Цикл спирализации и деспирализации хромосом. Хромомеры. Гигантские хромосомы как модель интерфазной хромосомы. Хромосомы типа "ламповых щеток".

Организация генетического материала клеток на молекулярном уровне

Структура молекулы ДНК. Химический состав ДНК, модель ДНК Уотсона-Крика. Принцип комплементарности нуклеотидов и его универсальность. Экспериментальные доказательства роли ДНК в наследственности: трансформация у бактерий, механизмы вирусной инфекции, УФ-мутагенез и т.д. Молекулярно-биологические методы работы с ДНК: выделение ДНК, плавление ДНК, гибридизация ДНК, рестрикция ДНК, электрофоретические методы работы с фрагментами ДНК, секвенирование и химический синтез олигонуклеотидов, полимеразная цепная реакция. Типы последовательностей в молекуле ДНК: уникальные, умеренные и множественные повторы в ДНК. Сателлитные ДНК. Роль сателлитных ДНК в организации хромосом эукариотов.

Центральная догма молекулярной генетики: ДНК - РНК - белок.

Полуконсервативный механизм репликации ДНК. Этапы и энзимология репликации ДНК у бактерий. Генетический контроль процесса репликации ДНК. Организация генома у прокариотов. Понятие о плазмидах, эписомах и их репликация.

Особенности генетического анализа у бактерий. F-фактор, HFR-штаммы бактерий. Построение генетической карты у бактерий.

Вирусы, бактериофаги как объекты генетики. Ретровирусы (вирусы СПИДа).

Трансдукция и лизогения. Понятие о транспозонах. Транспозоны высших организмов. Мобильные элементы генома и генетическая нестабильность. Технология получения рекомбинантных молекул ДНК. Генноинженерный процесс. Использование генной инженерии для решения фундаментальных проблем в современной биологии, медицине и селекции.

Репликативная организация генома эукариотов. Полуконсервативный механизм воспроизведения хромосом. Асинхронность синтеза ДНК. Понятие о репликоне.

История изучения репарации ДНК. Типы репараций: фотореактивация, эксцизионная и пострепликативная репарация ДНК. Мутагенная и немутагенная система репараций.

Структура и функция молекулы РНК. Типы РНК. Синтез РНК - транскрипция как первый этап реализации генетических программ. Этапы транскрипции. Понятие о промоторах и других элементах регуляции и экспрессии генов. Регуляция генной активности у прокариотов. Лактозный оперон. Процессинг РНК у эукариотических организмов. Сплайсинг РНК. Интронно-экзонная структура генов у эукариотов. Генетический материал клетки при дифференцировке клеток. Регуляция экспрессии генов и проблемы адаптивных возможностей организма. Белки теплового шока и другие индуцированные адаптивные реакции.

Трансляция. Свойства генетического кода. Белок-синтезирующий аппарат клетки. Инициация, элонгация и терминация синтеза белка. Процессинг белков в клетке. Генетический контроль трансляции.

Современное представление о гене.

Причины и методы изучения изменчивости

Классификация изменчивости. Понятие о наследственной генотипической изменчивости (комбинативная, мутационная) и ненаследственной фенотипической изменчивости (модификационная изменчивость). Наследственная изменчивость как основа эволюционного процесса. Роль модификационной изменчивости в адаптивных процессах, их значение для эволюции и выживания организма в экстремальных условиях среды.

Мутационная изменчивость. Теория мутаций Гуго де Фриза. Принципы классификации мутаций по фенотипическому проявлению: морфологические, физиологические, поведенческие, биохимические мутации и т.д. Летальные и полулетальные мутации, нейтральные и адаптивно ценные мутации, спонтанные и индуцированные мутации. Закон Н.И. Вавилова гомологических рядов наследственной изменчивости.

Классификация мутаций по характеру изменения генотипа: генные, хромосомные, геномные и цитоплазматические.

Генные мутации. Прямые и обратные мутации, Реверсии как результат обратных мутаций и как результат супрессии. Транзиции и трансверсии, инсерционные мутации, миссенс и нонсенс мутации. Скорость мутационного процесса и частота возникновения мутаций. Молекулярные механизмы мутагенеза.

Хромосомные мутации: делеции, дуплекации, инверсии, транслокации, инсерции. Идентификация хромосомных перестроек в мейозе, при метафазном и анафазном анализе митозов. Значение хромосомных мутаций в соматических клетках. Эволюционное значение хромосомных мутаций. Гипотезы о механизмах возникновения хромосомных перестроек.

Геномные мутации. Полиплоидия. Фенотипическое проявление полиплоидии, искусственное получение полиплоидов. Аллополиплоидия. Амфидиплоидность как метод преодоления нескрещиваемости при отдаленной гибридизации. Значение полиплоидии в эволюции и селекции растений.

Анеуплоидия на примере хромосомных болезней человека. Особенности мейоза и образования гамет у анеуплоидов. Жизнеспособность и плодовитость анеуплоидов. Анеуплоидия и нестабильность генома. Нерасхождение и потеря хромосом как причины появления анеуплоидных клеток.

Цитоплазматические мутации. Особенности организации генома митохондрий и пластид. Примеры митохондриальных и пластидных мутаций.

Спонтанный мутационный процесс. Мутабильность, ее эволюция, генетический контроль мутабильности. Гены-мутаторы. Возникновение мутаций как результат ошибок в работе систем репликации, рекомбинации и репарации ДНК.

Индуцированный мутационный процесс. Мутагенное действие ионизирующих излучений, УФ-лучей, химических соединений, биологических факторов. Генетические последствия загрязнения окружающей среды.

Количественные методы оценки скорости мутационного процесса у микроорганизмов, дрозофилы, млекопитающих, в т.ч. человека. Зависимость частоты мутаций от дозы мутагена. Понятие о потенциальных повреждениях ДНК. Мутагенез и канцерогенез. Мониторинг генотоксикантов окружающей среды. Основные тест-системы для выявления генетически активных веществ.

Генетика популяций и эволюционная генетика

Генетический подход в понимании и изучении популяций. Генетическая гетерогенность популяций. Равновесное состояние панмиктических популяций. Закон Гарди-Вайнберга. Отбор генотипов в популяции. Типы отбора. Роль мутаций в эволюции популяций. Мутационное давление. Наследственный полиморфизм популяций и методы его изучения. Генетико-автоматические процессы в популяциях. Дрейф генов. Генофонд вида и популяций и его значение для селекции и эволюции. Проблема охраны генофонда редких и исчезающих видов.

Основные проблемы и методы селекции

Селекция как синтетическая наука. Базисное значение селекции для науки. Учение Н. И. Вавилова об исходном материале для селекции. Формы и методы отбора: отбор по потомству, сиб-селекция, селекция на провокационном фоне и т.д. Методы разведение селекционного материала: инбридинг, аутбридинг. Механизмы гетерозиса и роль гетерозиса в селекции. ЦМС у растений и ее использование в селекции растений. Основные достижения селекции растений, животных и микроорганизмов. Современные методы селекции.

Основные проблемы генетики человека

Философские аспекты генетики человека. Сигнальная наследственность и ее эволюция. Социальное наследование. Генетика и педагогика. Особенность человека как биологического объекта. Методы генетики человека: биохимический метод, близнецовый метод, метод анализа родословных и популяционный анализ. Цитогенетика человека. Проблемы медицинской генетики. Генные и хромосомные болезни человека. Медико-генетическое консультирование. Профилактика наследственных болезней человека.

Курс II.    ТЕОРИЯ ЭВОЛЮЦИИ

История развития эволюционных идей

1. Додарвиновский период в истории эволюционных идей

Эволюционные идеи в глубокой древности. Гераклит. Эмпедокл. Аристотель. Лукреций.

Эволюционные взгляды от эпохи средневековья до конца XVIII века. Ф. Бэкон, Г.Ф. Лейбниц, К.Ф. Вольф.

К. Линней – великий систематизатор природы. Таксономическое значение категории вида. Причины и недостатки типологического подхода к пониманию вида К. Линнея. Учение о лестнице веществ и существ. Общая оценка вклада К. Линнея в теоретическую биологию.

Зарождение идей трансформизма в конце XVIII и начале XIX века. М.В. Ломоносов. Ж. Бюффон, Ж. Сент-Илер (принципы аналогов и равновесия). Организмоцентризм первых трансформистов. Трансформизм как концепция превращения живых форм и его отличия от эволюционизма в плане понимания конкретных закономерностей этого превращения (направленность, темпы, значение среды и т.д.).

Теория катастроф Ж. Кювье как попытка обоснования креационизма в биологии на материале палеонтологии и сравнительной анатомии. Организмоцентризм Кювье. Принцип корреляции и принцип конечных причин. Значение идей катастрофизма в понимании истории органической природы.

Спор Сент-Илера и Кювье как отражение борьбы трансформизма с креационизмом в рамках организмоцентрического мышления. Значение научного наследия Ж. Кювье и Ж. Сент-Илера.

Эволюционное учение Ж.Б. Ламарка. Первая эволюционная теория Ж.Б. Ламарка. Определение Ламарком направленности эволюционного процесса (градация форм), его прогрессивного характера. Ламарк о длительности эволюции. Ламарк о движущих факторах эволюционного процесса. Ламарк о роли внешней среды, законы Ламарка и их критический анализ. Концепция вида Ламарка, ее номиналистический характер. Общая оценка первой эволюционной концепции Ламарка, ее недостатки и ее программное значение для дальнейшего развития биологии.

2. Теория эволюции органического мира Чарлза Дарвина

Мировоззрение Ч. Дарвина как основа его теории. Краткие биографические данные Дарвина, сыгравшие роль в формировании его эволюционной теории. Значение кругосветного путешествия на корабле "Бигль" для создания теории видообразования путем естественного отбора. Краткая характеристика основных трудов Дарвина.

"Происхождение видов путем естественного отбора или выживание наиболее приспособленных в борьбе за жизнь" – теория органической эволюции Ч. Дарвина (1859). Утверждение факта эволюции через видообразование на материале биогеографии и палеонтологии.

Использование селекционной практики человека как модели видообразовательного процесса. Теория искусственного отбора, его бессознательная и методическая формы. Анализ происхождения пород голубей как конкретная модель действия и результатов селекции. Условия благоприятствующие искусственному отбору (время, изоляция, численность, широта изменчивости).

Ч. Дарвин о наследственности как основном свойстве живого. Определенная и неопределенная изменчивость. Причины ограничения анализа свойств изменчивости Дарвином из-за отсутствия научных данных.

Концепция вида Ч. Дарвина как состояния и как процесса, как живой надорганизменной системы, как способа существования жизни на Земле. Методы доказательства Дарвином внутривидовой (разновидность и индивидуальность особей) изменчивости и изменчивости вида как целого (сомнительные виды), виды и роды широко распространенные и широко расселенные, большие и малые как доказательства видообразования. Вид есть ярко выраженная разновидность, а разновидность есть зачинающийся вид – диалектичность формулы Дарвина, приведшей его к определению условности понятия "вид" ради признания видовой эволюции. Дарвин о неповторимости и разнокачественности видовых систем у растений и животных, как основе постановки вопроса об эволюции видовой категории.

Учение Ч. Дарвина о борьбе за существование как механизме естественного отбора. Анализ борьбы за существование на организменном, видовом и биоценотическом уровнях как проявление системного подхода. Анализ Дарвином внутри- и межвидовых отношений и отбора абиотической средой, их соотношения в разных биоценозах и разных земных регионах как возможный подход к проблеме эволюции борьбы за существование.

Концепция естественного отбора. Повышение видовой адаптивности в результате естественного отбора или переход к процессу видообразования, если старые видовые признаки не удовлетворяют этому требованию. Творческий характер естественного отбора. Применение Дарвином теории естественного отбора и видообразования как результата отбора к объяснению особенностей макроэволюционного процесса (дивергентно-параллельно-конвергентного ее характера, вымирания, целесообразности и прогресса).

Ч. Дарвин о времени и темпах эволюции.

Общая оценка эволюционной теории Ч. Дарвина и лежащей в ее основе теории видообразования путем естественного отбора.

3. Развитие классического дарвинизма в конце XIX и в первой четверти ХХ века

Дарвинизм в конце XIX в. Традиционный организмоцентризм биологии конца XIX и начала ХХ века, как одна из гносеологических причин одностороннего ее развития. Становление генетики как самостоятельной науки и ее огромное значение познания механизмов и материальных основ наследственности для понимания эволюционного процесса. Кризис дарвинизма.

Синтетическая теория эволюции как объединение на базе системно-эволюционной методологии данных всех биологических наук с представлением о популяции как элементарной единице эволюционных преобразований. Основные положения синтетической теории эволюции.

Органическая эволюция как объективный процесс

1. Организация жизни и ее основные характеристики

Жизнь как форма существования материи. Анализ различных дефиниций понятия "жизнь" с позиций системно-эволюционной методологии. Основные свойства живого. Аксиомы теоретической биологии Б. Медникова (дискретность, целостность и конвариативная редупликация). Жизнь как триединый поток вещества, энергии и информации. Жизнь как организация, адаптация и эволюция.

2. Основные этапы развития жизни на Земле

История формирования нашей планеты и всей солнечной системы. Предпосылки и этапы возникновения жизни. Химическая эволюция живого. Начальные этапы биологической эволюции. Представления о путях возникновения первичных организмов.

Краткая характеристика смен фаун и флор за более чем 3.5 млрд. лет существования жизни на Земле. Представления о закономерности постепенного распространения жизни на Земле по ее оболочкам и долготно-широтным регионам. Основные пути эволюции растений. Основные пути эволюции животных.

3. Системность и организованность жизни

Молекулярно- генетический, онтогенетический, популяционно-видовой и биоценотический уровни организации живого.

Методы изучения эволюции

Палеонтологические методы. Ископаемые переходные формы. Палеонтологические ряды. Последовательность ископаемых форм. Изучение смены флор и фаун, эволюция экосистем.

В.О. Ковалевский – бесспорный основоположник эволюционной палеонтологии. Общие направления эволюции семейства лошадиных (30 млн. лет). Адаптивная и инадаптивная редукция органов у лошадиных и свиней, как анализ разнокачественности путей морфологической эволюции. Конкретные данные по морфофункциональной эволюции лошадиных, в сопоставлении с таковой хоботных и других млекопитающих как доказательств параллелизмов и дивергенции эволюции. Ряды и дивергентные группы форм, изучаемые палеонтологами (моллюски Неймайра, черепахи Долло, слоны, археоптерикс и дивергенция рептилий).

Биогеографические методы. Сравнение флор и фаун. Особенности распространения близких форм. Островные формы. Прерывистое распространение. Реликты.

Морфологические методы Гомология органов. Рудиментарные органы и атавизмы. Сравнительно-анатомические ряды.

Трактовка гомологии и аналогии систем органов как результат дивергентно-параллельно-конвергентной эволюции. Принцип филогенетического изменения органов как формулирование закономерного характера морфологической эволюции организации особей по А.Н. Северцову.

Эмбриологические методы. Выявление зародышевого сходства. Принцип рекапитуляции.

Теория эпигенеза К. Вольфа как первая научная постановка вопроса об индивидуальном развитии – онтогенезе. Установление К. Бэром конкретных закономерностей индивидуального развития. Формулирование А.О. Ковалевским и И.И. Мечниковым теории зародышевых листков как одно из важных теоретических обобщений в области закономерностей раннего морфогенеза многоклеточных. Работы А.О. Ковалевского по изучению онтогенеза связующих форм для подтверждения монофилии животного мира. Э. Геккель и его формула биогенетического закона, ее критический анализ. Теория филэмбриогенеза А.Н. Северцова как дальнейшее развитие учения об онтофилогенетических зависимостях в ходе эволюции онтогенеза как основы всего эволюционного преобразования.

Другие методы изучения эволюции. Методы систематики. Экологические методы. Генетические методы. Методы биохимии и молекулярной биологии. Иммунологические методы. Методы моделирования эволюции.

Учение о микроэволюции

Элементарные эволюционные единица, явление и материал. Популяция – элементарная единица эволюции. Элементарное эволюционное явление - изменение генотипического состава популяции. Мутации – элементарный эволюционный материал.

Элементарные факторы эволюции. Мутационный процесс – как элементарный фактор эволюции. Генетическая комбинаторика. Обезвреживание мутаций в эволюции. Ненаправленность мутационного процесса. Значение мутационного процесса как фактора-поставщика элементарного эволюционного материала.

Популяционные волны – как элементарный эволюционный фактор. Классификация популяционных волн (периодические колебания численности короткоживущих организмов, непериодические колебания численности, вспышки численности видов в новых районах, резкие непериодические колебания численности, связанные с природными катастрофами). Статичность и ненаправленность действия популяционных волн. Эволюционное значение популяционных волн как поставщика эволюционного материала.

Изоляция - как элементарный эволюционный фактор. Классификация явлений изоляции (пространственная, биологическая). Пространственная изоляция озерных, островных и других популяций. Основные формы биологической изоляции (биотопическая, сезонная, эколого-этологическая, генетическая). Изоляция как обязательное условие всякого достаточно длительного этапа эволюционного процесса. Эволюционное значение изоляции как фактора закрепляющего и усиливающего начальные стадии генотипической дифференцировки.

Естественный отбор – движущий и направляющий фактор эволюции. Значение данных селекции для вскрытия механизма действия естественного отбора. Предпосылки естественного отбора (гетерогенность особей, прогрессия размножения, борьба за существование). Борьба за существование как взаимодействие организмов с окружающей средой. Формы борьбы за существование (конституциональная, межвидовая, внутривидовая). Эволюционная роль отношений хищник-жертва, паразит-хозяин, конкуренция, мутуализм. Формы внутривидовой конкуренции как результат действия естественного отбора.

Примеры действия естественного отбора. Ведущая роль отбора в возникновении новых признаков. Особенности естественного отбора (вероятностный характер, накапливающее и интегрирующее действие, адаптивное содержание). Элиминация как способ осуществления естественного отбора. Формы элиминации (избирательная и неизбирательная, прямая и косвенная, групповая, тотальная). Эволюционные следствия разных форм элиминации. Ведущее значение в эволюции избирательной элиминации.

Эффективность и скорость действия естественного отбора. Основные формы естественного отбора (стабилизирующий, движущий, дизруптивный). Другие формы естественного отбора. Половой отбор. Индивидуальный и групповой отбор. Творческая роль естественного отбора.

Возникновение адаптаций – результат действия естественного отбора. Примеры адаптаций. Покровительственная окраска и форма (маскировка, демонстрация, мимикрия). Сложные адаптации. Механизм возникновения адаптаций. Относительный характер адаптаций. Методологическое значение решения проблемы органической целесообразности.

Видообразование – результат микроэволюции. Видообразование – источник возникновения многообразия в живой природе. Примеры видообразования (цепь подвидов больших чаек, группа австралийских мухоловок). Значение изолирующих механизмов для внутривидовой дифференциации и обособления новых видов. Основные пути и способы видообразования. Аллопатрическое видообразование. Симпатрическое видообразование. Гибридогенное видообразование и роль полиплоидии в формировании новых видов. Филетическое видообразование.

Внезапное формообразование. Постепенное видообразование как завершение микроэволюционного процесса.

Экологическая радиация.

Проблемы макроэволюции

Эволюция онтогенеза. Онтогенетические дифференцировки. Целостность и устойчивость онтогенеза (корреляции, координации). Эмбрионизация онтогенеза (неотения, фетализация). Автономизация – главное направление эволюции онтогенеза. Онтогенез – основа филогенеза (анаболия, девиация, архаллаксис). Учение о рекапитуляции.

Эволюция филогенетических групп. Формы филогенеза (филетическая эволюция, дивергенция, конвергенция, параллелизм).

Направления эволюции (аллогенез, арогенез, катагенез).

Темпы эволюции групп. Филогенетические реликты. Вымирание групп и его причины.

Правила эволюции групп. Правило необратимости эволюции (Долло, 1893). Правило прогрессирующей специализации (Депере, 1876). Правило происхождения от неспециализированных предков (Коп, 1896). Правило адаптивной радиации (Осборн, 1902). Правило чередования главных направлений эволюции (Шмальгаузен, 1939). Правило усиления интеграции биологических систем (Шмальгаузен, 11961).

Эволюция органов и функций. Предпосылки филогенетических изменений органов (мультифункциональность органов, количественные изменения функций).

Способы преобразования органов и функций. Усиление главной функции. Ослабление главной функции. Полимеризация органов. Олигомеризация органов и концентрация функций. Уменьшение числа функций. Увеличение числа функций. Разделение функций и органов. Смена функций.

Темпы эволюции органов и функций.

Эволюционный прогресс. Понятие прогресса и его критерии. Биологический прогресс и пути его достижения. Взгляды А.Н.Северцова и И.И.Шмальгаузена. Морфофизиологический прогресс (ароморфоз). Частные приспособления в эволюции (алломорфоз, теломорфоз, гиперморфоз). Морфофизиологический регресс (катаморфоз, гипоморфоз). Эволюция по пути морфофизиологического прогресса и регресса. Биологический регресс. Вымирание и тупики в эволюции.

Антропогенез

Место человека в системе животного мира.

Доказательства животного происхождения человека.

Развитие систем органов у приматов. Развитие хватательной функции конечностей. Развитие передних конечностей. Развитие мозга. Изменения в строении черепа. Развитие пищеварительной системы. Снижение рождаемости.

Эволюция приматов. Рамапитеки. Дриопитеки. Австралопитеки.

Основные этапы эволюции рода Homo. Человек умелый. Архантропы. Палеоантропы. Неоантропы.

Современный этап эволюции человека. Факторы эволюции и прародина Человека разумного. Дифференцировка Человека разумного на расы. Возможные пути эволюции человека в будущем.

Организация самостоятельной работы

Для самостоятельной работы студентов по дисциплине "Генетика и эволюция" предусмотрена разнообразная тематика выпускных квалификационных и курсовых работ, анализ теоретических проблем теории эволюции и генетики.

Основные понятия


адаптация

аллогенез

анаболия

антропогенез

арогенез

архаллаксис

атавизмы

биогенетический закон

биологическая эволюция

биосфера

биоценоз

вид

видообразование

ген

генетика человека

генетическая безопасность

генетическая рекомбинация

генетический код

геном

генотип

генофонд

гомология органов

дарвинизм

девиация

дивергенция

естественный отбор

жизнь

изменчивость

изоляция

ископаемые переходные формы

катагенез

конвергенция

кроссинговер

ламаркизм

молекулярно-органоидные системы

мутационный процесс

мутация

наследственность

нуклеиновые кислоты

онтогенез

оперон

организм

палеонтологические ряды

параллелизм

подвид

популяционная генетика

популяционные волны

популяция

правила эволюции

принцип комплементарности

процессинг РНК

регуляция генной активности

реликты

репарация ДНК

репликация

рудименты

синтетическая теория эволюции

теория гена

теория мутаций

транскрипция

трансляция

фенотип

филетическая эволюция

филогенез

хроматиды

хроматин

хромосомная теория

хромосомы

эволюционный прогресс

эволюционный регресс

эволюция

экологическая генетика

экологическая радиация

экспрессия генов


Рекомендуемая литература

Курс I. Генетика

а) основная литература

1.      Инге-Вечтомов С.Г. Генетика с основами селекции. - М., 1989.

2.      Лобашев М.Е., Ватти К.В., Тихомирова М.М. Генетика с основами селекции. - М., 1979.

3.      Лобашев М.Е. Генетика. - Л., 1967.

4.      Алиханян С.И., Акифьев А.П., Чернил Л.С. Общая генетика. - М., 1985.

5.      Гуляев Г.В. Генетика. - М., 1977.

6.      Ватти К.В., Тихомирова М.М. Руководство по практическим занятиям по генетике. - М., 1972.

7.      Шварцман П.Я. Полевая практика по генетике с основами селекции. - М., 1986.

б) дополнительная литература

1.      Айала Ф., Кайгер Дж. Современная генетика. - М., 1987.

2.      Дубинин Н.П. Генетика. - Кишинев, 1985.

3.      Мендель Г. Опыты над растительными гибридами. - М., 1965.

4.      Фогель Ф., Мотульски А. Генетика человека. - М., 1989.

5.      Альбертс А. и др. Молекулярная биология клетки. - М., 1995.

6.      Эфроимсон П.П. Генетика этики и эстетики. - СПб., 1995.

7.      Уотсон Дж. Двойная спираль. - М., 1969.

8.      Франк-Каменецкий М.И. Самая главная молекула. - М., 1984.

9.      Меттлер Л. Грегг Т. Генетика популяций и эволюция. - М., 1972.

Курс II. Теория эволюции

а) основная литература

1.      Дарвин Ч. Происхождение видов путем естественного отбора. //Книга для учителей. – М., 1987.

2.      Иорданский Н.Н. Основы теории эволюции. – М., 1979.

3.      Северцов А.С. Введение в теорию эволюции. – М., 1981.

4.      Северцов А.С. Основы теории эволюции. – М., 1987.

5.      Тыщенко В.П. Введение в теорию эволюции. – СПб., 1992.

6.      Яблоков А.В., Юсуфов А.Г. Эволюционное учение. – М., 1989.

б) дополнительная литература

1.      Воробьев Р.И. Эволюционное учение вчера, сегодня и … - М., 1995.

2.      Горбунов П.С. Эволюция органического мира. //Словарь-справочник для студентов биологических специальностей по эволюционному учению. - СПб., 1997.

3.      Горбунов П.С. Эволюционное учение //Программа курса и методические рекомендации к выполнению практических заданий и летней полевой практики студентами биологических специальностей. - СПб., 1994.

4.      Шмальгаузен И.И. Проблемы дарвинизма. – Л., 1969.

5.      Горбунов П.С. Основные закономерности, понятия и термины теории эволюции органического мира. – СПб., 1996.

6.      Горбунов П.С. Методические указания и задания по курсу "Эволюционное учение" //Для студентов биологических специальностей педагогических университетов. – СПб., 2001.

7.      Грант В. Эволюция организмов. – М., 1980.

8.      Грант В. Эволюционный процесс. – М., 1991.

9.      Дарвин Ч. Происхождение видов. – М., 1952.

10.  Завадский К.М. Вид и видообразование. – Л., 1968.

11.  Иорданский Н.Н. Развитие жизни на Земле. //Книга для учителей. – М., 1981.

12.  Левотин Р. Генетические основы эволюции. – М., 1978.

13.  Майр Э Популяции, виды и эволюция. – М., 1974.

14.  Северцов А.Н. Главные направления эволюционного процесса. – М., 1967.

15.  Татаринов Л.П. Очерки по теории эволюции. – М., 1987.

16.  Тимофеев-Ресовский Н.В., Воронцов Н.Н., Яблоков А.В. Краткий очерк теории эволюции. – М., 1977.

17.  Филипченко Ю.А. Эволюционная идея в биологии. – М., 1977.

18.  Фоули Р. Еще один неповторимый вид. Экологические аспекты эволюции человека. – М., 1990.

19.  Шмальгаузен И.И. Факторы эволюции. Теория стабилизирующего отбора. – М., 1968.

20.  Шмальгаузен И.И. Организм как целое в индивидуальном и историческом развитии. – М., 1982.

21.  Шмальгаузен И.И. Пути и закономерности эволюционного процесса. – Л., 1986.

Авторы-составители примерной программы дисциплины "Генетика и эволюция": Горбунов П.С., канд. биол. наук, доцент; Кузнецов В.М., канд. биол. наук, доцент; Ромашкина Т.Б., старший преподаватель.

Программа составлена в соответствии с государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по направлению подготовки 540100 Естественнонаучное образование.

Программа обсуждена и одобрена на заседании учебно-методического совета по направлению 540100 Естественнонаучное образование Учебно-методического объединения по направлениям педагогического образования на базе РГПУ им. А.И. Герцена (протокол № 14 от 13 ноября 2000 г.).

Председатель совета УМО
по направлениям педагогического образования
на базе РГПУ им. А.И. Герцена                                                                 Г.А. Бордовский

Председатель УМС
по направлению
540100 Естественнонаучное образование                                                     В.П. Соломин

 
 
На главную Наверх
  О проекте  |  Редакция  |  Напишите нам  |  Правовая информация    |  Разработчикам сайтов   |  Рекламодателям
Персонализация
 
Настоящий ресурс может содержать материалы 12+
Rambler's Top100
Яндекс цитирования