Программа учебной дисциплины введение в науки о жизни по направлению 080100. 62 «Экономика» подготовки бакалавра

2. ЭВОЛЮЦИЯ

Неизбежность эволюции (эволюция как способ существования жизни). Теория Дарвина. Естественный отбор. Отличия дарвинизма от других эволюционных концепций. Доказательства эволюции. Доказательства эволюции: методологические основы. Что такое «доказательство» в биологии. Наука и лженаука. Фальсифицируемость и проверяемые следствия.

Коэволюция. Эволюционные «гонки вооружений». Манипуляции. Экстрасоматические адаптации. Расширенный фенотип. «Генетический детерминизм» и «генетический редукционизм». Плейотропность и мультигенность. Вероятностный характер причинно-следственных связей между генами и фенотипическими признаками.

Храповик Мюллера. Адаптивный смысл полового размножения. Половые хромосомы. Почему в Y-хромосоме мало генов. Утрата полового размножения и ее эволюционные последствия. Половой отбор. Стратегии, алгоритмы и механизмы выбора полового партнера. Фишеровское «убегание». Индикаторы приспособленности. Принцип гандикапа. Половой отбор как «усилитель» обычного естественного отбора; его роль в видообразовании.

Балансирующий отбор. Почему соотношение полов почти всегда 1:1. Теоретико-игровой подход. Эволюционно стабильные стратегии. Родственный отбор. Правило Гамильтона. Эволюция кооперации и альтруизма: от бактерий до млекопитающих. Проблема социального паразитизма («обманщики») и возможности ее преодоления. Реципрокный альтруизм. Непрямая реципрокность.

Дивергенция. Репродуктивная изоляция. Механизмы видообразования. Симпатрия и аллопатрия. Правило Добжанского-Мёллера. Экологическое видообразование. Механизм «усиления» (reinforcement). Положительные обратные связи (создание ниш, цепные реакции видообразования). Экспериментальное изучение механизмов видообразования.Механизмы появления эволюционных новшеств. Сравнительная геномика. Дупликация и дивергенция генов. Эволюция кодирующих последовательностей и смена функций белков. Модификации регуляторных последовательностей и генно-регуляторных сетей

как основа эволюции животных. Блочно-комбинаторный принцип формирования эволюционных новшеств. Симбиоз и симбиогенез. Происхождение эукариот. Симбиотические сверхорганизмы. Метагеномный анализ. Биохимическая кооперация в симбиотических системах. «Молекулярное одомашнивание» вирусов и мобильных генетических элементов. Неслучайные мутации и наследование приобретенных признаков. «Молекулярный ламаркизм». Эпигенетика. Родительский импринтинг и конфликт полов.

Происхождение жизни. Абиогенный синтез органики. Биогеохимические циклы. Автокатализ. Химическая эволюция. Мир РНК. Рибозимы. Функции РНК в клетке. Рудименты РНК-мира. Происхождение рибосом и генетического кода. Архей и протерозой. Строматолиты и микробные сообщества. Бактериальная палеонтология. Эволюция прокариот. Фотосинтез и кислородная революция. Эукариотизация биосферы. Великие протерозойские оледенения. Появление многоклеточных. Развитие жизни в палеозое. Кембрийский взрыв. Причины адаптивных радиаций. Ранняя дивергенция животного царства и HOX-гены. Выход растений, членистоногих и позвоночных на сушу. Становление лесных экосистем. Массовые вымирания, «фоновое» вымирание и их причины. Избирательность вымираний и «межвидовой отбор». Экологические кризисы и эволюция сообществ. Палеогеография. Дрейф континентов и тектоника плит. Климатические циклы. Развитие морской и наземной биоты в мезозое и кайнозое. Происхождение млекопитающих и птиц. Сопряженная эволюция динозавров и млекопитающих, растений и насекомых-опылителей. Количественные закономерности макроэволюции. Историческая динамика биоразнообразия.

Основы популяционной экологии. Динамика популяций. Модель Лотки-Вольтерра. Экосистемы и трофические цепи. Круговороты углерода и азота. Роль микроорганизмов.Антропогенное воздействие на биосферу. Соотношение разнообразия и устойчивости сообществ. Рост населения земли, демографические модели и продовольственная проблема. Методы выведения новых пород и сортов. Селекция и генная инженерия. ГМО: мнимые и реальные риски. Проблема сохранения биоразнообразия. Клонирование. Генная терапия. Биоинформатика. Индивидуальная геномика. Стволовые клетки. Экстракорпоральное оплодотворение. Продление жизни. Эволюционная теория старения. Создание биомолекул с требуемыми свойствами мтодом искусственной эволюции. Искусственная жизнь. Синтетический геном. Создание искусственных микроорганизмов.

Методы обучения

будут предлагаться вопросы "на понимание", среди которых будут преобладать

сравнительно простые (ответ дается прямо на занятии). Вопросы посложнее, требующие более глубокого осмысления полученных на занятии сведений, будут даваться в качестве письменных домашних заданий.
Базовые материалы для подготовки к занятиям и контрольным будут предоставляться на лекциях. Учебников на русском языке, полностью соответствующих программе и задачам курса и при этом достаточно современных, не существует, поэтому рекомендуемая литература должна рассматриваться как необходимое дополнение, но не замена лекциям.

Примеры заданий и вопросов для самостоятельной работы и промежуточного контроля

1.Идентифицировать белок по фрагменту аминокислотной последовательности.

Дан фрагмент аминокислотной последовательности некого белка:

fhfilpfiiaalaalhllflhetgsnnplgitshsdkitfhpyytikdalglllfilslm

Буквами обозначены аминокислоты в соответствии с общепринятой номенклатурой (которую учить не надо). Ваша первая задача – определить, что это за белок и чей он. Для этого воспользуйтесь программой BLAST, которая доступна по адресу:

Там нужно выбрать опцию protein blast (потому что вы работаете с белком – protein). На странице, которая откроется после этого, нужно ввести приведенную последовательность в большое окошко и нажать кнопку BLAST. Дождитесь результата (это может занять несколько минут, т.к. тысячи биологов ежесекундно пользуются этим сервисом). Разберитесь в результатах бласта и поймите, от какого белка этот фрагмент и какому организму принадлежит этот белок. Подсказка: совпадение должно быть полным, идентичных аминокислот - 100% (ведь мы ищем белок, который есть в базе).

Выяснив название белка и латинское название организма, которому этот белок принадлежит, найдите ПОЛНУЮ аминокислотную последовательность этого белка в базе данных Protein на сайте http://www.ncbi.nlm.nih.gov/protein/ (используя эти названия в качестве ключевых слов для поиска). Подсказка: полная последовательность должна содержать 380 аминокислот (380 aa protein). Скопируйте эту последовательность (там есть разные форматы, лучше всего использовать FASTA – это просто последовательность в текстовом формате) и при помощи программы BLAST найдите наиболее похожие (гомологичные) белки у свиньи (Sus scrofa), шимпанзе (Pan troglodytes) и мыши (Mus musculus). Для этого на странице белкового бласта (protein blast) нужно указать в специальном окне (Organism) названия этих трех организмов. Можно ввести все три вида сразу (там есть кнопка «добавить»).

Дубликаты в результатах бласта игнорируйте. Проанализируйте результаты и определите, с белком какого из трех видов наиболее сходен исходный белок.

Список основной и дополнительной литературы

Основная литература

Дарвин Ч. Происхождение видов путем естественного отбора. (Любое издание.)

Еськов К.Ю. Удивительная палеонтология. История Земли и жизни на ней. М., 2007.

Марков А.В. Рождение сложности. Эволюционная биология сегодня: неожиданные открытия и новые вопросы. М., 2010.

Тейлор Д., Грин Н., Стаут У. Биология (в трех томах). 3-е издание. М., 2008.

1.1

Дополнительная литература

Албертс Б., Брей Д., Льюис Дж., Рэфф М., Робертс К., Уотсон Дж. Молекулярная биологии клетки (в трех томах). М., 1994.

Докинз Р. Эгоистичный ген. М., 1994.

Докинз Р. Расширенный фенотип. М., 2010.

Северцов А.С. Теория эволюции. М., 2005.

жүктеу/скачать 117.68 Kb.

Достарыңызбен бөлісу: