Рабочая программа учебной дисциплины биология для подготовки бакалавров по профилю «Метеорология»

4.2 Содержание дисциплины

Биология - наука о жизни на Земле. Объект, предмет и основные задачи биологии. Связи биологии с другими науками. Фундаментальные и прикладные направления современной биологии.

Определение жизни. Проблемы познания, сохранения и управления жизнью. Признаки жизни как явления природы. Уровни организации жизни.

Происхождение жизни. Гипотеза земного возникновения жизни Опарина— Холдейна; условия и стартовые этапы образования макромолекул и живых организмов. Альтернативные гипотезы возникновения жизни (креацинизм, панспермия, механицизм).

История развития эволюционных идей. Вклад К. Линнея в систематику организмов. Бинарная номенклатура видов. Основные положения теории естественного отбора Ч. Дарвина. Дивергенция. Формы естественного отбора. Синтетическая теория эволюции. Определение биологического вида; концепции и критерии вида. Популяция - элементарная единица вида и эволюции. Изоляция и её формы; миграции; дрейф генов. Видообразование; аллопатрия и симпатрия. Закономерности макроэволюции: Биологический прогресс и регресс. Основные этапы и направления эволюции жизни на Земле. Индивидуальное развитие организмов как отражение их эволюции. Биогенетический закон Мюллера - Геккеля: онтогенез повторяет филогенез. Систематика живых организмов; фундаментальное и прикладное значение биологической систематики. Классификация и таксономия. Положение человека в системе организмов. Антропогенез. Биологические и социальные факторы эволюции человека. Полиморфизм человечества; диагностика и классификация рас. Биосферная роль человека. Феномен биоразнообразия. Охрана биоразнообразия на глобальном, региональном и локальном уровнях.

Клеточная теория. Химический состав живой материи: макро и микроэлементы, неорганические вещества. Строение и функции макромолекул: углеводы, аминокислоты и белки (представление о ферментах), липиды (структурные, запасные), нуклеиновые кислоты -ДНК и РНК.

Уровни организации прокариотический и эукариотический клеток:. Строение прокариотической клетки. Строение эукариотической клетки: клеточная оболочка и протопласт; биологические мембраны; цитоплазма; ядро, митохондрии, пластиды, рибосомы и другие органоиды; их структура и функции. Различия в строении типичных растительной, грибной и животной клеток.

Обмен веществ и поток энергии в клетке. Типы питания живых организмов: фототрофия, хемотрофия, автотрофия, гетеротрофия. Фотосинтез и его роль в биосфере. Строение АТФ и пути передачи энергии в клетке. Дыхание, гликолиз, брожение.

Организация генетического материала клетки. Процесс кодирования и реализации генетической информации. Синтез РНК (транскрипция). Синтез белка (трансляция). Строение и функции хромосом.

Метаболизм и катаболизм. Принципы регуляции процессов в живом организме. Гомеостаз.

Понятие плоидности. Клеточный цикл. Процесс удвоения ДНК (редупликация). Способы деления клетки. Митоз и его фазы. Биологическое значение митоза. Половой процесс и его формы. Мейоз и его фазы; биологическое значение мейоза. Гаметогенез. Оплодотворение.

Раздел 3. Основы генетики

Представления об изменчивости и наследственности. Основные понятия: ген, локус (аллели), геном, генотип, фенотип, кариотип, генофонд. Законы Г. Менделя о наследовании признаков. Сцепленное наследование признаков. Работы Т.Х. Моргана. Материальные носители наследственности. Передача генетической информации. Генетическая детерминация пола. Положения хромосомной теории. Типы мутаций: генные, хромосомные, геномные. Прикладные направления генетики: сохранение генофонда, генная инженерия, селекция.

Вирусы как уровень жизни. Строение, функционирование, размножение вирусов. Внутриклеточные паразиты бактерий (бактериофаги); вирусы - возбудители заболеваний растений, животных, человека. Значение вирусов для генной инженерии.

Бактерии. Размножение и передача наследственной информации прокариот. Фотосинтезирующие прокариоты (фотобактерии, цианобактерии): особенности строения, роль в формировании атмосферы Земли, породообразующее значение. Роль прокариот в круговороте веществ; биогенная фиксация азота; почвообразующее значение прокариот. Прокариоты - возбудители болезней человека, животных и растений. Прикладные аспекты микробиологии: пищевая и фармацевтическая индустрии, биотехнологии. Общая характеристика эукариот. Симбиогенная гипотеза их происхождения.

Грибы. Основные признаки, размножение и жизненные циклы. Систематика грибов: характерные признаки основных отделов аскомицеты, оомицеты, базидомицеты. Экологические группы грибов. Практическое значение грибов. Лишайники как симбиотические системы. Роль лишайников в природе.

Водоросли - экологическая группа дотканевых растений. Специфические признаки водорослей. Уровни организации таллома. Размножение и жизненные циклы. Сравнительная характеристика отделов водорослей (красные, бурые, зелёные). Экологические группы водорослей и их роль в природе. Значение водорослей для человека.

Высшие, или сосудистые, растения. Выход высших растений на сушу. Диагностические признаки высших растений. Обобщённый жизненный цикл высшего растения: гаметофит и спорофит. Репродукция высших растений; репродуктивные (спорангии) и генеративные (гаметангии) органы.

Моховидные. Высшие растения с доминированием гаметофита в жизненном цикле. Разнообразие строения спорофита. Экологические особенности моховидных и их роль в биоценозах. Практическое использование моховидных.

Папоротнокообразные. Сравнительно-морфологическая и экологическая характеристика отделов плауновидные, хвощевидные и папоротниковидные. Жизненный цикл высших споровых растений. Практическое использование представителей высших споровых растений.

Голосеменные растения. Обобщённый жизненный цикл голосеменного растения. Происхождение голосеменных; семенные папоротники. Отличительные признаки голосеменных. Морфологические и экологические особенности важнейших семейств хвойных; распространение основных представителей хвойных и их роль в природе. Практическое использование голосеменных.

Цветковые растения. Основные признаки отдела цветковые (покрытосеменные). Диапазон жизненных форм. Цветок: определение, структурные элементы (околоцветник андроцей, гинецей). Опыление: биотическое (зоофилия) и абиотическое (анемофилия и гидрофилия). Жизненный цикл цветкового растения. Соцветия: определение, функции, типология. Плод: определение, структурные элементы, классификация (апокарпные и ценокарпные плоды). Соплодия. Распространение (диссеминация) диаспор: биотическая (зоохория) и абиотическая (гидрохория, анемохория); роль человека в распространении цветковых. Систематика цветковых. Роль цветковых в биосфере. Практическое использование цветковых растений.

Строение цветкового растения. Основные ткани высших растений: меристемы (образовательные), покровные, проводящие, механические, ассимилирующие, запасающие, секреторные. Роль тканей в строении вегетативных органов. Морфология вегетативных органов высших растений: побег, лист, корень. Метаморфозы вегетативных органов. Способы вегетативного размножения. Онтогенез растений.

Раздел 5. Зоология

Царство Животные. Общая характеристика животных (подвижность, гетеротрофное питание, чувствительность). Многоклеточные животные. Гипотезы происхождения многоклеточности; феномен колониальности. Диагностические признаки многоклеточных животных (типы симметрии, подвижность, раздражимость). Современная систематика высших таксонов животных.

Протисты (Простейшие) - уровень организации одноклеточных и колониальных гетеротрофных эукариот. Особенности строения клеток различных представителей (амёба, трипаносома, инфузория). Жизненные циклы простейших. Экологические группы и роль простейших в биоценозах. Средообразующее значение простейших. Значение простейших для человека; болезнетворные виды.

Тип Губки. Их характеристика. Разнообразие клеток.

Тип Кишечнополостные. Особенности строения, распространения и образа жизни. Медузы и кораллы, проблемы охраны коралловых рифов.

Типы Плоские и Круглые черви; Их сравнительная морфолого-экологическая характеристика, практическое значение гельминтов.

Тип Кольчатые черви Вторичнополостные многоклеточные животные.: особенности строения, разнообразие. Роль дождевых червей в почвообразовании.

Тип Моллюски - разнообразие, экология и практическое значение для марикультуры. Моллюски как пищевой ресурс для человека (улитки, устрицы, мидии, кальмары) и источник драгоценного жемчуга. Осьминоги -высокоинтеллектуальные беспозвоночные животные («приматы моря»).

Тип Членистоногие. Основные признаки высокого развития самого многочисленного типа - членистоногие. Классы паукообразные и ракообразные (жабернодышащие). Надтип насекомые (трахейнодышащие): особенности строения, разнообразие, экологические особенности. Насекомые с неполным и полным превращением. Значение насекомых в биосфере и хозяйстве человека. Общественные насекомые.

Тип иглокожие: морфология, экология, практическое значение. Теоретическое значение типов моллюски и полухордовые, как возможных предков хордовых животных.

Тип хордовые: признаки, классификация. Подтипы: головохордовые (ланцетники) и личинкохордовые (оболочники).

Подтип позвоночные (черепные) животные. Общая характеристика, систематика. Бесчелюстные (миноги) и челюстноротые позвоночные, практическое значение миног и миксин.

Надкласс Рыбы. Отличительные признаки. Сравнительно-морфологическая характеристика классов хрящевые (акулы, скаты) и костные рыбы: разнообразие, строение, образ жизни, экономическое значение. Сходство строения древних кистепёрых рыб и предков четвероногих животных. Морские, пресноводные и проходные рыбы. Важнейшие промысловые группы рыб; аквакультура.

Класс земноводные (амфибии) - первые обитатели суши: морфология, систематика, экология. Особенности размножения и зависимость амфибий от водной среды.

Класс рептилии (пресмыкающиеся). Способность к размножению на суше как фактор широкого географического распространения рептилий. Разнообразие древних (динозавры, ихтиозавры, птерозавры) и современных рептилий (ящерицы, хамелеоны, змеи, черепахи, крокодилы). Пойкилотермность рептилий как лимитирующий экологический фактор, ограничивающий распространение.

Класс птицы. Морфологические особенности класса птицы. Приспособление птиц к полёту. Значение гомотермии для повышения активности и широкого расселения, механизмы теплоизоляции. Видовое разнообразие, экология и распространение птиц. Адаптации разных групп птиц к разным условиям обитания. Нелетающие птицы (страусы, пингвины). Основные отряды летающих птиц. Практическое значение и доместикация птиц.

Класс млекопитающие (звери). Древние группы современных млекопитающих: яйцекладущие и сумчатые (морфология, экология, география). Значение живорождения и выкармливания детенышей молоком для прогрессивного развития. Основные отряды млекопитающих, их морфологические и экологические особенности. Значение млекопитающих для человека. Доместикация млекопитающих; роль животноводства в развитии цивилизации. Особая биосферная роль единственного разумного животного -человека.

Раздел 6. Анатомия и физиология человека

Основные ткани человека. Системы органов, их функционирование: покровы; опорно-двигательный аппарат; пищеварительная система; системы газообмена; кровеносная система; механизмы выделения и секреции; эндокринная система. Половая система и размножение. Онтогенез. Строение нервной системы; головной мозг. Высшая нервная деятельность.