РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Филиал в г.Ишиме УТВЕРЖДАЮ Директор филиала /Шилов С.П./ 2015 г. ТЕОРИЯ ЭВОЛЮЦИИ Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов направления подготовки 050100 (44.03.01) Педагогическое образование профиля подготовки Биологическое образование очной формы обучения ЛИСТ СОГЛАСОВАНИЯ от 27.01.2015 Содержание: УМК по дисциплине Теория эволюции для студентов направления подготовки 050100 (44.03.01) Педагогическое образование профиля подготовки Биологическое образование очной формы обучения Автор(-ы): Левых А.Ю. Объем 53 стр. Должность ФИО Дата согласования Заведующий кафедрой Левых А.Ю. 27.01.2015 Председатель УМС филиала ТюмГУ в г.Ишиме Поливаев А.Г. 2015 Согласовано Начальник ОИБО Гудилова Л.Б. 2015 Согласовано 2 Результат согласования Рекомендовано к электронному изданию Примечание Протокол заседания кафедры от 27.01.2015 №5 Протокол заседания УМС от ..2015 № РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Филиал в г. Ишиме Кафедра биологии, географии и МП Левых А.Ю. ТЕОРИЯ ЭВОЛЮЦИИ Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов направления подготовки 050100 (44.03.01) Педагогическое образование профиля подготовки Биологическое образование очной формы обучения Тюменский государственный университет 2015 3 Левых А.Ю. Теория эволюции. Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов направления подготовки 050100 (44.03.01) Педагогическое образование профиля подготовки Биологическое образование очной формы обучения. Тюмень, 2015, 53 стр. Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВО с учетом рекомендаций и ПрОП ВО по направлению и профилю подготовки. Рабочая программа дисциплины (модуля) опубликована на сайте ТюмГУ: Теория эволюции (указать наименование дисциплины (модуля) в соответствии с учебным планом образовательной программы) [электронный ресурс] / Режим доступа: http://www.utmn.ru, раздел «Образовательная деятельность», свободный. Рекомендовано к изданию кафедрой биологии, географии и МП. Утверждено директором филиала ТюмГУ в г. Ишиме. ОТВЕТСТВЕННЫЙ РЕДАКТОР: Левых А.Ю., к.б.н., доцент Ф.И.О., ученая степень, звание заведующего кафедрой © Тюменский государственный университет, филиал в г. Ишиме, 2015. © Левых А.Ю., 2015. Ф.И.О. автора 4 1. 1.1. Цель: Учебно-методический комплекс. Рабочая программа включает следующие разделы: Пояснительная записка: Цели и задачи дисциплины (модуля) - изучение основных факторов, этапов и закономерностей эволюционного процесса. Задачи: - изучение основных этапов исторического развития эволюционных идей; - описание механизма действия факторов эволюции; - характеристики результатов микро- и макроэволюции; - анализ общих закономерностей микро- и макроэволюции. 1.2.Место дисциплины в структуре образовательной программы Дисциплина «Теория эволюции» относится к вариативной (профильной) части профессионального цикла дисциплин. Для освоения дисциплины студенты используют знания, умения и виды деятельности, сформированные в процессе изучения предмета «Биология» на предыдущем уровне образования. Дисциплина «Теория эволюции» является основой для изучения дисциплины «Системная экология». Таблица 1. Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами № Наименование Темы дисциплины необходимые для изучения п/п обеспечиваемых обеспечиваемых (последующих) дисциплин (последующих) 1 2 3 4 5 6 7 8 … дисциплин 1. Системная экология + + 1.3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения данной образовательной программы. В результате освоения ОП выпускник должен обладать следующими компетенциями: общекультурные компетенции (ОК): - способен использовать естественнонаучные и математические знания для ориентирования в современном информационном пространстве (ОК-3); общепрофессиональные (ОПК): - владеет основами профессиональной этики и речевой культуры (ОПК-5); в области педагогической деятельности (ПК): - готов реализовывать образовательные программы по предмету в соответствии с требованиями образовательных стандартов (ПК-1) 1.4. Перечень планируемых результатов обучения по дисциплине (модулю): Знать - сущность и применять на практике основные методы теории эволюции для объяснения эволюционных процессов и доказательства эволюции; - природные особенности региона и их роль в эволюции биологических систем; Уметь - адаптировать научные знания и умения к целям и задачам государственных стандартов школьного биологического и экологического образования. Владеть - системой знаний о современных проблемах теории эволюции: истории развития эволюционного учения, микро - и макроэволюции; 5 - понятийно - категориальным аппаратом теории эволюции и смежных с нею наук; системой знаний о фундаментальных закономерностях эволюции биологических систем; 2. Структура и трудоемкость дисциплины. Семестр VII-VIII Форма промежуточной аттестации (зачет, экзамен) экзамен. Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетных единиц, 144 академических часов, из них 58 часов, выделенных на контактную работу с преподавателем, 86 часов, выделенных на самостоятельную работу. Таблица 2. Вид учебной работы Всего часов Контактная работа: Аудиторные занятия (всего) В том числе: Лекции Практические занятия (ПЗ) Семинары (С) Лабораторные занятия (ЛЗ) Иные виды работ: Самостоятельная работа (всего): Общая трудоемкость зач. ед. час Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен) 1 2 Семестры 4 5 6 3 7 8 24 6 18 12 2 40 12 4 28 4 24 58 - - - - - - 50 4 144 экзам ен 9 - 50 36 3. Тематический план Таблица 3. 2 Модуль 1 1.1. История эволюционных идей в развитии естественных наук. Учение Ж.Б. Ламарка 1 2 5 6 6 Итого часов по теме Из них в интерак тивной форме, в часах Итого количес тво баллов 8 9 10 2 2 2 Самостоятельная работа* 4 Лабораторные занятия* 3 Семинарские (практические) занятия* Виды учебной работы и самостоятельная работа, в час. Лекции * 1 Тема недели семестра № 7 1.2. Ч. Дарвин и основные положения дарвинизма 2 2 2 2 2 1.3. Судьба дарвинизма. Неоламаркизм и генетический антидарвинизм и их причины Формирование синтетической теории эволюции Всего Модуль 2 Элементарная единица эволюции. Элементарные факторы эволюции Вид и видообразование Всего Модуль 3 Основные формы, пути и закономерности макроэволюции Эволюция онтогенеза: история вопроса и современные взгляды Пути биологического прогресса. Проблемы вымирания. Проблемы направленности эволюционного процесса Современные гипотезы возникновения жизни Основные этапы и факторы антропогенеза Всего Итого (часов, баллов): Курсовая работа * Из них в интеракт. форме 3 2 2 1 2 4 2 2 1 7 4 8 8 6 13 5-7 2 2 6 2 10 8-9 2 2 4 2 6 5 4 2 4 10 4 16 1-6 2 2 8 14 26 2 22 711 2 2 6 14 24 2 18 1213 2 2 6 10 2 6 1415 2 2 6 10 2 6 1620 4 6 10 20 2 19 20 29 12 24 4 6 24 28 50 50 90 108 10 20 71 100 18 2 20 20 1.4. 2.1. 2.2. 3.1. 3.2. 3.3. 3.4. 3.5. 2 7 *- если предусмотрены учебным планом ОП. 4. Виды и формы оценочных средств в период текущего контроля Модуль 1 1.2. 1.3. 1.4. 1.5. Всего Модуль 2 2.2. 2.3. Всего Модуль 3 3.2. 3.3. 3.4. 3.5. 3.6. Всего Итого 0-2 0-2 0-2 0-2 0-8 0-4 другие формы Информа ции онные системы и технологи и электронные практикумы эссе 0-5 0-5 программы компьютерног о тестирования комплексные ситуационные задания Технические формы контроля реферат тест контрольная работа Письменные работы лабораторная работа ответ на семинаре собеседование коллоквиумы Устный опрос Итого количество баллов Таблица 4. № Темы 0-2 0-2 0-2 0-7 0-13 0-4 0-4 0-8 0-2 0-2 0-4 0-10 0-6 0-16 0-8 0-16 0-12 0-4 0-4 0-12 0-48 0-5 0-5 0-22 0-18 0-6 0-6 0-19 0-71 0-12 0-56 0-5 0-2 0-2 0-2 0-2 0-2 010 022 0-4 0-4 0-4 0-5 0100 5. Содержание дисциплины. Модуль 1 1.1 История эволюционных идей в развитии естественных наук. Учение Ж.Б. Ламарка Элементы эволюционизма в античной философии (Гераклит, Эмпедокл, Аристотель, Лукреций). Метафизический период в развитии науки и господство креационистских взглядов. Концепции преформизма и эпигенеза. Развитие систематики. Значение работ Д.Рея и К.Линнея. Концепция неизменности видов в работах Ж.Кювье. Теория катастроф и неизменность видов. Зарождение трансформизма. Борьба трансформизма и креационизма в XVIII-XIX веках. Эволюционная теория Ж.Б.Ламарка. Изменяемость видов и субъективность границ между видами. Механизмы эволюции по Ж.Б.Ламарку. 1.2 Ч. Дарвин и основные положения дарвинизма Научно-исторические предпосылки дарвинизма. Накопление доказательств единства строения и происхождения организмов и исторического развития живой природы. Успехи систематики. Учение об естественных группах. Развитие сравнительной анатомии и 8 сравнительной эмбриологии. Работы К. Бэра. Значение научного наследия Ж.Кювье и Ж. СентИлера для дальнейшего формирования эволюционных воззрений. Создание клеточной теории. Успехи в области биогеографии и экологии. Работы А.Гумбольдта, А.Р. Уоллеса, К. Рулье, Н.А. Северцова. Исторический метод в геологии. Ч.Лайель. Успехи палеонтологии. Общественноэкономические предпосылки дарвинизма. Развитие капиталистических производственных отношений. Принцип конкуренции в буржуазной политической экономии. Социологические взгляды Т.Мальтуса. Биография и научная деятельность Ч.Дарвина. История создания труда “Происхождение видов…”, его краткая характеристика. Анализ происхождения пород домашних животных и сортов культурных растений. Учение об искусственном отборе. Условия, благоприятствующие отбору. Изменяемость организмов в одомашненном и диком состояниях. Дарвин о формах, закономерностях и причинах изменчивости. Доказательства эволюции природных видов. Учение о борьбе за существование и естественном отборе как причине эволюции. Принципы монофилии и дивергенции. 1.3 Судьба дарвинизма. Неоламаркизм и генетический антидарвинизм и их причины Главные задачи и трудности, стоящие перед дарвинизмом. Общая характеристика основных этапов развития эволюционной теории после Дарвина. Пропаганда дарвинизма передовыми учеными. Победа эволюционной идеи. Формирование эволюционной биологии и развитие дарвинизма как научного направления. Проникновение в биологию исторического метода. Филогенетические исследования. Развитие эволюционной палеонтологии (В.О.Ковалевский, О.Неймар, Л.Долло и др.) Становление эволюционной эмбриологии (А.О.Ковалевский, И.И.Мечников) и морфологии (Э.Геккель, Ф.Мюллер, А. Дорн). Биогенетический закон. Метод тройного параллелизма. Попытки построения филогенетических родословных. Три течения в дарвинизме (классический дарвинизм, ламарко-дарвинизм, неодарвинизм). Кризис эволюционной теории в первой четверти XX в. Расхождение данных ранней генетики и дарвинизма. Мутационная теория Г. Де Фриза. Концепция “растворения признака в скрещивании” Ф. Дженкина. Дарвиновская гипотеза “пангенезиса”. Возникновение неоламаркизма: механоламаркизм, ортоламаркизм, психоламаркизм. Социал-дарвинизм, его реакционная сущность. 1.4 Формирование синтетической теории эволюции Синтез дарвинизма с генетикой и экологией. Формирование синтетической теории эволюции. Исследования генетических основ эволюционного процесса. Работы С.С. Четверикова. Зарождение популяционной (эволюционной) генетики. Обнаружение запаса изменчивости в популяциях. Работы Р.Фишера, С.Райта, Н.П.Дубинина и Д.Д. Ромашева по изучению генетикоавтоматических процессов. Создание Ф. Добжанским, Н.В. Тимофеевым-Ресовским и др. учения о микроэволюции. Разработка проблем микроэволюции и общих проблем естественного отбора И.И.Шмальгаузеном, Н.И.Вавиловым, Дж.Симпсоном, Э. Майром и др. Исследования эволюции отдельных крупных групп животных и растений (цветковых растений – А.Л. Тахтаджян, членистоногих М.С.Гиляров, простейших – В.А.Догель, Ю.И.Полянский, многоклеточных – А.В.Иванов, В.Н.Беклемишев, Н.А.Ливанов, А.А.парамонов и т.д.). Развитие на границах различных биологических дисциплин с эволюционным учением эволюционных направлений исследования: эволюционной экологии – С.С.Шварц, эволюционной физиологии – Л.А.Орбели, Е.М.Кребс, эволюционной палеонтологии – А.А.Борисяк, Б.С.Соколов и др., эволюционной биохимии – А,В,Благовещенский, А.А.Белозерский, А.А.Спирин и др., эволюционной морфологии – А.Н.Северцов, И.И.Шмальгаузен и др.). Учение об эволюции биосферы. Работы В.И.Вернадского, В.Н.Сукачева. Модуль 2 9 2.1 Элементарная единица эволюции. Элементарные факторы эволюции Понятие популяции для перекрестно-размножающихся и агамных форм. Типы популяций. Основные экологические характеристики популяции. Возрастная структура популяций. Половая структура популяций. Значение экологической структурированности популяций. Генетическая гетерогенность популяции. Частоты генов, генотипов, фенотипов. Популяционный полиморфизм. Генетическое единство популяции. Популяция – элементарная эволюционная единица. Элементарное эволюционное явление. Роль наследственной изменчивости в эволюции. Мутации как основной материал для эволюционного процесса. Комбинативная изменчивость и ее роль в эволюции. Эволюционное значение мейоза и полового процесса. Понятие нормы реакции. Эволюционное значение адаптивных модификаций. Генетико-автоматические процессы (дрейф генов) в популяциях. Их роль в изменении генофонда популяций. Влияние динамики численности (волн жизни) на генотипический состав популяций. Принцип “основателя” (Э.Майр). Эффект “бутылочного горлышка”. Миграция. Значение миграции в изменении генетической структуры популяций. Роль миграции в поддержании устойчивости видов. Понятие изоляции. Географическая и биологическая изоляция. Презиготические и постзиготические репродуктивные изолирующие механизмы. Происхождение и значение репродуктивной изоляции организмов. Современная концепция естественного отбора. Предпосылки естественного отбора. Представление о борьбе за существование с позиций синтетической теории эволюции. Ведущее значение в эволюции избирательной элиминации. Экспериментальное исследование естественного отбора. Изучение естественного отбора в природных популяциях. Однолокусная модель естественного отбора. Количественная характеристика естественного отбора: коэффициент отбора, скорость отбора, адаптивная ценность (дарвиновская приспособленность). Компоненты приспособленности. Типы индивидуального естественного отбора: стабилизирующий, движущий, дизруптивный. Примеры действия разных форм отбора. Замена ненаследственной изменчивости мутациями в процессе отбора. Дестабилизирующий отбор и его роль в изменении животных при доместикации. Уровни естественного отбора: генный, гаметный, индивидуальный и групповой отбор. Соотношение индивидуального и группового отбора. Происхождение вторичных половых признаков и половой отбор. Эволюция адаптаций – основной результат действия естественного отбора. Классификация адаптаций. Механизмы формирования адаптаций. Относительность органической целесообразности. 2.3 Вид и видообразование Понятие вида. История развития понятия. Типологическая концепция вида. Современная биологическая концепция политипического вида. Реальность существования и биологическое значение видов. Общие признаки вида (по Завадскому): дискретность, численность, устойчивость, историчность. Критерии вида: морфологический, физиолого-биохимический, экологогеографический, цитологический, репродуктивный. Структура вида. Популяции и подвиды. Географическая изменчивость в пределах ареала. Клинальная изменчивость. Прерывистая изменчивость. Изоляты. Гибридные зоны. Основные стадии видообразования. Значение изолирующих механизмов для внутривидовой дифференциации и обособления новых видов. Филетическое и истинное видообразование. Аллопатрическое (географическое) видообразование. Особенности центральных и периферийных популяций. Видообразование путем фрагментации ареала. Симпатрическое видообразование. Видообразование путем крупных хромосомных мутаций. Значение полиплоидии в формировании 10 новых видов. Гибридогенное происхождение видов. Видообразование путем специализации по хозяину, жертве, кормовому виду, опыляемому растению. Сетчатая эволюция. Определение понятия микроэволюции. Модуль 3 3.1 Основные формы, пути и закономерности макроэволюции Определение понятия макроэволюция. Соотношение процессов микро- и макроэволюции. Эмпирические правила макроэволюции: необратимость эволюции, происхождение от неспециализированных предков, прогрессивная специализация, смена фаз в процессе адаптациогенеза, усиливающаяся интеграция биосистем. Пути макроэволюции: филетическая эволюция, дивергенция, конвергенция и параллелизм. Дивергенция как основной путь эволюции. Роль конвергенции и параллелизма в образовании сходных морфологических типов организмов (жизненных форм). Биологическое значение этих процессов. Принципы моно- и полифилии в происхождении таксонов. Представления о сетчатой эволюции и способы ее осуществления. Темпы эволюции. Общие принципы морфофункциональных преобразований: мультифункциональность органов, количественное изменение функций. Частные принципы морфофункциональных преобразований: усиление и ослабление главной функции, полимеризация и олигомеризация, уменьшение числа функций, расширение числа функций, разделение функций и органов, субституция органов, смена функций. Взаимосвязь морфофизиологических преобразований в филогенезе. Принципы гетеробатмии и компенсации. Редукция органов. 3.2. Эволюция онтогенеза: история вопроса и современные взгляды Организм как целое в онтогенезе. Типы корреляций. Организм как целое в филогенезе. Типы координаций. Основные тенденции в эволюции онтогенеза: эмбрионизация и автономизация, неотения. Их значение. Соотношение индивидуального и исторического развития. Учение о рекапитуляции. Биогенетический закон. Его критика. Ценогенезы и филэмбриогенезы. Типы филэмбриогенезов. 3.3 Пути биологического эволюционного процесса прогресса. Проблемы вымирания. Проблемы направленности Понятие биологического и морфофизиологического прогресса. Критерии морфофизиологического прогресса. Критерии биологического прогресса. Пути достижения биологического прогресса и регресса. Общие и частные эволюционные приспособления. Вымирание и тупики эволюции. Направленность эволюционного процесса: ортогенез и ортоселекция. 3.4 Современные гипотезы возникновения жизни Вульгарные теории самозарождения жизни. Доказательства их несостоятельности работами Ф.Реди и Л.Пастера. Гипотеза панспермии. Ее современный вариант. Научная гипотеза происхождения жизни. Значение работ А.И.Опарина, Д.Холдейна, Д.Бернала. Планетарные условия возникновения жизни. Химический состав первичной атмосферы. Источники энергии для абиогенного синтеза органических молекул. Основные этапы биогенеза и их экспериментальное моделирование (работы С.Миллера, С.Фокса, Д.Оро и др.). Последующие стадии биохимической эволюции. Коацервация. Становление клеточной организации. Развитие метаболизма и репродукции протобионтов. Возникновение генетического кода. Происхождение мембран. Оформление ядра и полового процесса. Происхождение эукариотических форм. Роль симбиоза в эволюции клетки. Основные этапы эволюции биосферы. Эволюция энергетических процессов (брожение, фотосинтез, дыхание). Глобальные последствия накопления кислорода в атмосфере: азоновый экран, кислородная жизнь. Возникновение многоклеточности. Выход организмов на сушу. Основные пути эволюции растений. Роль грибов в эволюции наземных растений. Основные пути эволюции животных. Эволюция биосферы в целом. Формирование биокосных систем (атмосферы, 11 литосферы, мирового океана) в результате взаимодействия абиотических и биотических факторов. Образование биотического круговорота. Развитие представлений о сущности жизни. Определение жизни, данное Ф.Энгельсом. Существенные свойства живого. Особенности живых организмов, обусловливающие саму возможность эволюции (дискретность, конвариантная редупликация). Роль живого вещества в геохимических процессах в биосфере (по В.И.Вернадскому). Геологические, космические и биотические факторы изменения условий жизни. 3.5. Основные этапы и факторы антропогенеза Этапы становления человека. Роль биологических и социальных факторов в эволюции человечества. Антропогенное влияние на ход эволюционного процесса. 6. Планы семинарских занятий. Тема: Элементарная единица эволюции 1.Понятие популяции как элементарной единицы эволюции. 2. Популяции у перекрестноразмножающихся и аамных форм. 3.Возрастная структура популяции. 4. Половая структура популяции. 5.Генетическая структура популяции. 6.Популяционный полиморфизм. Тема: Основные формы макроэволюции 1.Филетическая эволюция. Палеонтологические ряды копытных, слонов, акул и т.д. 2. Дивергентная эволюция на мкроэволюционном уровне. 3.Конвергентная эволюция. 4. Параллельная эволюция. Типы параллелизмов. Тема: Эволюция онтогенеза 1. Соотношение индивидуального и исторического развития. 2.Учение о рекапитуляции. Биогенетический закон. Его критика. 3.Ценогенезы и филэмбриогенезы. Типы филэмбриогенезов. 7. Темы лабораторных работ (Лабораторный практикум). Лабораторная работа № 1. Популяция как элементарная единица эволюционного процесса Вопросы для работы 1. Понятие популяции для перекрестно-размножающихся и агамных форм. Типы популяций. Представление о популяции как элементарной единице эволюционного процесса. 2. Величина популяции: а) по численности; б) по занимаемому ареалу. 3. Экологическая структура популяции. а) Возрастная структура. б) Половая структура. в) Пространственная структура. 4. Популяция как целостная генетически открытая система. а) Генетическая гетерогенность природных популяций. б) Популяционный полиморфизм. в) Факторы, приводящие к изменению генетической структуры популяций. Лабораторная работа № 2-3. Естественный отбор как направляющий фактор эволюции Вопросы для контроля домашнего задания 1. Предпосылки естественного отбора. Современная концепция естественного отбора. 2. Экспериментальное исследование естественного отбора. 12 3. Изучение естественного отбора в природных популяциях. 4. Однолокусная модель естественного отбора. 5. Количественная характеристика естественного отбора. а) Дарвиновская приспособленность (адаптивная, или селективная ценность). Компоненты приспособленности. б) Коэффициент отбора. в) Скорость и эффективность действия отбора. 6.Уровни естественного отбора. 7.Формы индивидуального естественного отбора. а) Стабилизирующий и дестабилизирующий отбор. б) Движущий (направленный) отбор. в) Дизруптивный отбор. 6.Соотношение индивидуального и группового отбора. Особенности группового отбора. Принцип Гаузе. 7.Происхождение вторичных половых признаков и половой отбор. 8.Происхождение альтруизма и отбор родичей. 9.Творческая роль естественного отбора. Задания 1. Морские веслоногие рачки Tisbe reticulata хорошо разводятся в морской воде в лабораторных условиях, хотя смертность личинок довольно высока, особенно при высокой плотности популяций. Производилось скрещивание гетерозигот VM по двум кодоминантным аллелям, ответственным за различия в окраске рачков, при высокой и низкой плотностях популяции. Число достигших половозрелости потомков в поколении Е было следующим: Плотность VV VM MM Всего низкая 904 2023 912 3839 высокая 353 1069 329 1751 Каковы относительные приспособленности разных генотипов при низкой и высокой плотностях популяции? 2. Болезнь Тея-Сакса, вызываемая накоплением в тканях центральной нервной системы человека сложных липидов, так называемых ганглиозидов, приводит к умственной отсталости, слепоте и ранней смерти. Ахондроплазические карлики оставляют в среднем в 5 раз меньше потомков, чем здоровые люди. Каковы приспособленности индивидуумов с болезнью Тея-Сакса и хондродистрофических карликов? 3. В лабораторной популяции дрозофил в локусе Est-6, кодирующем фермент эстеразу, присутствуют два аллеля F и S. В культуру помещали личинок первого возраста с тремя генотипами и подсчитывали число вылетевших взрослых мух. В двух опытах были получены следующие результаты: Опыт Число личинок Число мух FF FS SS FF FS SS 1 160 480 360 80 240 90 2 360 480 160 90 240 80 Каковы приспособленности каждого генотипа в обоих опытах, если считать, что они полностью определяются выживаемостью личинок? 4.Какой их перечисленных признаков обладает узкой нормой реакции? а) Вес тела, б) группа крови, в) плодовитость, г) размеры тела. Ответ аргументируйте. 5. На какой из признаков положительное давление стабилизирующего отбора будет сильнее: а) увеличение числа откладываемых яиц у птиц, 13 б) увеличение средней массы птенцов, в) увеличение срока высиживания птенцов, г) увеличение среднего количества птенцов. 6. В индустриальном районе, где установлен строгий контроль над промышленным загрязнением атмосферы, приспособленности бабочек Biston betularia составляют единицу для светлой формы и 0,47 – для темной. Определите коэффициент отбора. 7.Дайте сравнение искусственного и естественного отбора, заполнив следующую таблицу: Формы отбора Источник Отбирающий Признаки, Результаты отбора фактор накапливающиеся в отбора процессе отбора Искусственный отбор Естественный отбор 8. Сравните формы индивидуального естественного отбора, заполнив следующую таблицу: Формы отбора Характеристика Примеры действия Роль в эволюции (направление отбора) Движущая Стабилизирующая Дизруптивная Лабораторная работа № 4. Элементарные факторы эволюции Вопросы для контроля домашнего задания 1.Мутационный процесс - фактор-поставщик элементарного эволюционного материала. 2.Волны жизни - фактор, резко и не направленно изменяющий генетическую структуру популяций. 3. Изоляция - фактор, усиливающий различия. Задания 1. Сложность взаимоотношений между организмами была еще более ста лет назад наглядно проиллюстрирована Ч. Дарвином, доказавшим, что урожай семян клевера зависит от количества кошек в данной местности, а численность сов определяется урожаем сосновых шишек. Объясните подмеченные Ч. Дарвином взаимосвязи в природе. Какой характер они носят? 2. Схему изменяемости и образования новых видов Ч. Дарвин строил на основе двух принципов? Монофилии и дивергенции. Дайте объяснение с позиций борьбы за существование двум основным путям видообразования по Дарвину. 3. Учёные наблюдали, что в годы высокой численности сибирских леммингов, сокол-сапсан начинает атаковать животных прямо на земле (как известно, соколы ловят свою добычу в воздухе). С чем связано такое изменение поведения сокола? 4. В природных популяциях часто возникают мутации, которые обычно бывают рецессивными. Справедливо ли утверждение, что соотношение гамет с рецессивными и доминантными аллелями в таких популяциях равно единице? Какой фактор эволюции кроме мутационного процесса, вызывает изменения соотношения рецессивных и доминантных аллелей в природных популяциях? Какова роль мутаций, возникающих в популяциях, в эволюции? 5.В лесной популяции обитают две чётко выраженные популяции серой полёвки. Одна из них населяет хорошо прогреваемые участки: поля, луга, пашни, друга – опушки, пролески, поляны, где света, тепла и корма гораздо меньше, чем у первой популяции. В какой популяции и в какие сезоны года наиболее остры формы борьбы за существование и почему? Как, на Ваш взгляд, колеблется численность в обеих популяциях? 6. Изоляция – один из факторов эволюции. Объясните почему. Какие виды изоляции Вам известны? Каков механизм их действия? Заполните таблицу: 14 Вид изоляции Изолирующие механизмы Характерные особенност 7.Известно пять рас севанской форели, нерест которых происходит в разные месяцы. Сдвиг в сроках размножения небольшой, но весьма значителен для существования отдельных популяций. Каков механизм, обуславливающий различия меду популяциями севанской форели? В чём его значение для вида в целом? Места и сроки нереста у пяти форм форели в озере Севан (Армения): 1– северо-западный угол (с ноября по начало декабря, зимний бахтак a); 2 - юго-восточный угол (с половины января – до половины марта, зимний бахтак b); 3 – середина озера (октябрь, боджак); 4 – устье реки (конец весны – лето, летний бахтак); 5 – река- с октября по январь (гегеркуни) 8.Среди рода жужелиц есть немало видов-двойников, практически не отличимых друг от друга. Скрещивания между разными видами невозможны из-за различия в строении половых органов этих насекомых. Кроме того жужелицы способны определять свою видовую принадлежность по запаху. Самки жужелиц выделяют феромоны – пахучие вещества, привлекающие самцов; каждый вид имеет свой специфический запах. Почему эти виды жужелиц относят к одному роду? Почему их относят к разным видам? Какой эволюционный фактор оказал решающее влияние на образование разных видов жужелиц? 9. Как бы Вы объяснили факт увеличения плодовитости (увеличение числа детёнышей в помёте) у многих млекопитающих (мышей, полёвок, зайцев) на границах их ареалов? 10. В чём причина каннибализма и уничтожения взрослыми животными своего потомства в следующих ситуациях: 1) мучные хрущаки при плотности, превышающей оптимальную, поедают яйца, отложенные самками; 2) окунь в мелких речках и небольших озёрах поедает собственных мальков; 3) суслики в неурожайные годы давят новорожденных детёнышей и выкидывают их из нор. 11. В Европе у обыкновенной кукушки можно выделить несколько «биологических рас», отличающихся генетически закреплённой окраской яиц. В Восточной Европе одни откладывают голубоватые яйца в гнёзда обыкновенной горихвостки и лугового чекана, другие – светлые в крапинку яйца в гнёзда мелких воробьиных птиц, имеющих яйца сходной окраски. Изоляция 15 между этими расами кукушек поддерживается за счёт уничтожения птицами-хозяевами не достаточно замаскированных яиц. Какой вид изоляции характерен для биологических рас обыкновенной кукушки? 12.Заяц русак широко распространён в умеренной зоне Северного полушария. Зайцы в районах Предуралья и Зауралья оказались разделены лесистыми горами. Что это за тип изоляции? К какой систематической группе можно отнести зайцев, обитающих в Предуралье и Зауралье, если допустить, что особи этих групп не скрещиваются между собой? 13. Мутационный процесс, изоляция, популяционные волны играют важную рольв процессе эволюции. Объясните, почему эти факторы не определяют направленность эволюционного процесса? Лабораторная работа № 5-6. Адаптации – результат действия естественного отбора Эволюционные изменения – будь то образование новых популяций и видов, появление или редукция органов, усложнение или упрощение организации – по существу лишь разные стороны развития адаптации. Вопросы для контроля домашнего задания 1.Понятие адаптации. 2.Простые и сложные адаптации. 3.Преадаптивный путь происхождения адаптаций. 4.Комбинативный путь происхождения адаптаций. 5.Относительный характер адаптаций. Задание 1.Рассмотрите коллекционный материал. Определите вид защитной окраски и выясните её значение для этих видов в природной обстановке. Результаты занесите в таблицы: Виды насекомых Серый усач Крапивница: а) окраска верхней стороны крыльев б) окраска нижней стороны крыльев Лимонница Углокрыльница Сбелое Кобылка пёстрая Жужелица чёрная Пяденица берёзовая Виды насекомых Маскировка Окраска тела Окраска среды Демонстрация Окраска тела Защитные свойства окраски Божья коровка Жук нарывник (майка) Оса обыкновенная Листоед тополевый Клоп щавелевый Павлиний глаз дневной 16 Тип окраски Тип окраски Шмель полевой Медведица Мимикрия растения- Форма и окраска Животные, Объект подражания подражатели Стеклянница тополевая Ильница оводовая Журчалка шмелевидная Гусеницы семейства пядениц Щавелевый клоп Палочник Водяной скорпион Рыба-игла Цветки-орхидеи Яйца кулика-сороки 2. Пользуясь определителями, рассмотрите растения, указанные в таблице, относящиеся к различным семействам, обратите внимание на размер цветков, на характер окраски чашечки, венчика, месторасположение нектарника и установите характерных для них насекомыхопылителей. Виды растений Окраска чашечки Морфологические особенности растений Окраска венчика Месторасположение Состав нектарника нектарника насекомыхопылителей Лютик жгучий Цикорий обыкновенный Одуванчик лекарственный Аконит сомнительный Окопник лекарственный Все ли растения в равной степени приспособлены к опылению цветов? Каким путем шла специализация цветка к большому привлечению насекомых? Приспособленность к среде обитания формируется под действием факторов эволюции. В чем состоит различие взглядов Ч. Дарвина, К. Линнея, Ж.Б.Ламарка на формирование приспособленности? 5. В чем причина каннибализма и уничтожения взрослыми своего потомства в следующих ситуациях: 1) мучные хрущаки при плотности популяции, превышающей оптимальную, поедают яйца, отложенные самками; 2) окунь в мелких речках и небольших озерах поедает собственных мальков; 3) суслики в неурожайные годы давят новорожденных детенышей или выкидывают их из нор. 6. Пользуясь определителями, определите насекомых, познакомьтесь с морфологической характеристикой насекомых следующих отрядов: жесткокрылые, чешуекрылые, двукрылые, прямокрылые, перепончатокрылые, стрекозы и полужесткокрылые. Обратите внимание на 17 строение ротового аппарата и на опушённость тела. Установить участие насекомых в опылении растений. Заполните таблицу. Какое значение в опылении растений имеет опушённость тела насекомого? Какие связи с растениями исторически обусловили особенности строения ротовых частей и других приспособлений у насекомых? Морфологические особенности насекомых Виды насекомых Тип ротового Наличие Участие в опылении аппарата опушённости тела Коромысло большое Кобылка пестрая Бронзовка золотистая Шмель полевой 7.Регуляция численности популяций достигается разными способами: 1) при невысоком темпе роста популяции достаточно деятельности многоядных хищников, у которых данный вид составляет лишь часть рациона; 2) при более высокой плотности популяции регулирующую роль начинают выполнять паразиты; 3) в случае очень высокого темпа роста популяции происходит вспышка инфекционных заболеваний (эпизоотии); 4) если популяция достигает предельного показателя численности, в значительной степени обостряется внутривидовая конкуренция. Почему регулирующие факторы действуют в такой последовательности? Лабораторная работа № 7-8. Вид и видообразование Вопросы для контроля домашнего задания I. Понятие биологического вида. 1) История развития понятия вид. Понимание вида Ч.Дарвиным. 2) Современная концепция политипического вида. 3) Общие признаки вида (дискретность, численность, целостность, устойчивость, историчность). 4) Основные критерии вида (морфологический, физиолого-биохимический, экологогеографический, репродуктивный). II. Структура вида. 1) Популяционная структура и подвиды. 2) Географическая изменчивость в пределах ареала. а) Клинальная изменчивость. б) Прерывистая изменчивость. Экологические изоляты. в) Гибридные зоны. III. Видообразование. 1) Репродуктивные изолирующие механизмы. Их значение для внутривидовой дифференциации. 2) Основные стадии видообразования. Генетическая дифференциация в процессе в идообразования. 3) Превращение видов (филетическое видообразование). 4) .Истинное видообразование (с увеличением числа видов). а) Аллопатрическое (географическое, медленное) видообразование. б) Симпатрическое (быстрое, скачкообразное) видообразование. в) Парапатрическое видообразование. Задания 1. С начала этого века известно, что комар Anopheles maculipennis служит переносчиком малярии. Ситуация непроста, поскольку A. maculipennis обитает во многих местах, где малярии нет. Обнаружилось по меньшей мере шесть видов, описанных под общим названием Anopheles maculipennis, половозрелые формы которых морфологически тождественны. Не все они способны переносить малярию. На одной и той же территории могут обитать несколько видов, но одни из них живут в солоноватой воде, другие – в проточной, третьи – в стоячей пресной. Каков механизм репродуктивной изоляции между ними? 18 2. В одной местности произрастают три вида орхидей Dendrobium. Их цветы распускаются на рассвете и увядают вечером, так что опыление может произойти лишь в течение дня. Стимулом для распускания цветков растений всех трех видов может служить, например, внезапный ураган в жаркий день. Однако цветки одного вида распускаются через 8 дней после бури, другого – через 9, а третьего – через 10 или 11. Изолирующий механизм какого типа препятствует гибридизации между этими видами? 3. Гибриды между тремя видами хлопчатника Gossypium barbadense, G. hirsutum и G.tomentosum наделены гибридной силой и фертильны, но в поколении F2 потомство либо погибает на ранних стадиях развития, либо дает слабые растения. Изолирующий механизм какого типа сохраняет самостоятельность генофондов всех трех видов? 4. Укажите основные отличия во взглядах К. Линнея и Ж.-Б. Ламарка на вид, заполнив таблицу: Учёный Происхождени Изменение Причина Наличие Происхожден е современных видов многообразия родства ие видов видов между видами приспособлен ности к условиям жизни Ламарк Линней 5.Прочитайте тексты и ответьте на вопросы: а) Из “Происхождения видов…”: “Термин вид я считаю совершенно произвольным, придуманным ради удобства, для обозначения группы особей, близко между собою схожих, и существенно не отличающимся от термина “разновидность”, которым обозначают формы, менее резко различающиеся и более колеблющиеся (в своих признаках). Так же и термин “разновидность”, в сравнении с просто индивидуальными различиями, применяется произвольно, ради удобства…”. Согласны ли вы с произвольностью употребления термина “вид”? б) Из комментария А.В.Яблокова и Б.М.Медникова: “Обитающая в нескольких районах обыкновенная лисица (Vulpes vulpes) образует несколько географических форм, постепенно сменяющих друг друга. Самые северные лисицы, обитающие в лесной зоне, самые крупные, лисицы степей и полупустынь мельче, еще мельче лисы, живущие в среднеазиатских пустынях, и самые мелкие лисы обитают в Афганистане, Пакистане, Индии. Чем южнее обитают лисы, тем длиннее у них хвост и уши…”. О каком критерии вида идет речь в комментарии? О разных или об одном виде лис говорится в комментарии? Аргументируйте ответ. Лабораторная работа № 9. Изменчивость в пределах вида у животных и растений Изменчивость свойство живых организмов существовать в различных формах (вариантах). Изменчивость – один из важнейших факторов эволюции, обеспечивающей приспособленность популяций и видов к изменяющимся условиям существования. Вопросы для контроля домашнего задания 1.Эволюционное значение наследственной и ненаследственной изменчивости. 2.Модификационная изменчивость. 3.Комбинативная изменчивость. Задания 1.Все имеющиеся признаки животных и растений разных популяций одного вида в отдельных частях ареала могут подвергаться географической изменчивости. Уклонение признака в пределах большого ареала вида происходит постепенно, медленно, непрерывно. Например, прострел встречается и в Европейской части и на Дальнем Востоке и может служить примером непрерывной географической изменчивости вида. Выясните селективное значение восточной и западной географических форм прострела и заполните таблицу: 19 Географическая изменчивость прострела Признаки Селективное значение признаков Восточная форма (дефицит влаги): слабая рассечённость листовой пластинки; листья стоячие; цветки стоячие. Западная форма (обилие влаги): глубокая рассечённость листьев; разбросанность листьев;поникшие цветки. 2.Организмы одного вида, выросшие в разных физико-географических условиях, значительно отличаются друг от друга. Например, обыкновенная белка, житель хвойных лесов, широко распространена от Сахалина до Карпат, и представлена более 40 подвидами, каждый из которых занимает свой ареал со свойственными ему условиями. Они объединяются в пять географических групп: карпатские, восточноевропейские, уралозападносибирские, телеутки, восточносибирские. Размеры белок уменьшаются от горных районов к равнинным, а окраска светлеет по направлению к центру ареала. Чёрные и коричневые тона зимнего меха сменяются голубовато- и пепельносерыми, наиболее выраженными у белок из ленточных боров Центрального Казахстана. Одновременно в том же направлении увеличивается площадь белого поля брюшка, возрастает процент «краснохвосток». Рассмотрите внутривидовую изменчивость обыкновенной белки по окраске белок разных подвидов. Определите характер изменчивости и заполните таблицу. Как можно объяснить изменение окраски меха белок зимой от серой до тёмной и летом от рыжей до чёрной при продвижении с запада на восток? Как могла закрепиться такая окраска белок? Как по окраске меха определить район добычи белок? Внутривидовая изменчивость обыкновенной белки Признаки Подвиды среднерусская телеутка алтайская окраска зимнего меха спинки окраска хвоста ширина белого пятна окраска летнего меха спинки 3.При половом размножении родство особей популяции и вида носит «сетчатый» характер – каждая особь происходит от двух родителей (рис.25). Подсчитайте: 1) сколько предков вносит вклад в наследственность каждого организма за 2,3,4 поколения; 2) какую роль полового процесса в поддержании целостности видов, их изоляции друг от друга иллюстрирует схема «сетчатого родства»; 3) предположите, что у 2-3 особей одного поколения возникают различные мутации; с помощью схемы, переходя от поколения к поколению, проследите возможную судьбу этих мутаций, когда они рецессивны или доминантны; 4) как схема «сетчатого» родства объясняет возникновение запаса наследственной изменчивости; 5) какие изменения в «сетчатом» родстве происходят, когда исходный вид А превращается в дочерние виды В, С, Д? 20 Рис.25 Схема «сетчатого» родства 4.Как влияют численность и степень обособленности популяций на резерв мобилизационной изменчивости? 5. В природных популяциях существует значительная изменчивость, т.е. генетический полиморфизм, например, меланизм у бабочек, характер полос и цвет раковины у улиток, хромосомные аберрации у дрозофилы, группы крови у человека. Как известно, полиморфизм по окраске раковины у наземной улитки Ceparea nemoralis на юге Англии вызывается изменением давления отбора в разных местообитаниях (рис. 26). Познакомьтесь с результатами наблюдений и установите какие улитки элиминируются дроздами в первую очередь в условиях полога букового леса, в кустарниках и на луговинах? 21 Рис.26. Эффективность покровительственной окраски Ceparea nemoralis в разных биотопах (R - трава, Н – зелёные изгороди; W – тёмный лес) Лабораторная работа № 10 Макроэволюция Вопросы для контроля домашнего задания 1.Понятие микро- и макроэволюции. Соотношение этих процессов. 2.Методы изучения микро- и макроэволюции. 3. Основные направления макроэволюции. 4. Правила эволюции крупных групп. 5.Эволюция онтогенеза. 6. Эволюция органов и функций. Задания 1. Рассмотрите предложенный материал и рисунок 27, зарисуйте конечности насекомых, обозначив разным цветом их отделы, укажите функции этих отделов. Заполните таблицу: Насекомое Гомология конечностей насекомых Тип конечности Модифицированный отдел (какая пара, функция) Жужелица блестящая Пчела медоносная Кузнечик зеленый Медведка обыкновенная Вошь лобковая Плавунец окаймленный Богомол настоящий Рис.27. Конечности насекомых: А – ходильная; Б – прыгательная; В – хватательная; Г – прицепная; Д – собирательная; Е –плавательная; Ж – копательная; 1 – тазик; 2 – вертлуг; 3 – бедро; 4 –голень; 5 - лапка 2. Рассмотрите рисунок 28, 29, 30. Определите, на каком рисунке отражена какая из форм филогенеза? 22 Рис. 28.Внешнее сходство трёх видов ластоногих (морского котика, моржа и тюленя, обусловленное как общностью происхождения, так и приспособлением к одинаковой среде обитания) Рис.29. Дарвиновы вьюрки Рис.30. Приспособления для парения в воздухе у представителей разных классов позвоночных 3.Рассмотрите рисунок и определите, какое из направлений эволюции иллюстрирует данная форма филогенеза. 23 Рис.31. Сходство по форме тела у млекопитающих 4.Конвергетное сходство наблюдается и у далёких в систематическом отношении групп живых организмов. У планирующих животных в ходе эволюции появились органы, помогающие им при полёте. Как называются органы, выполняющие одинаковые функции, но развивающиеся из разных зачатков? 5.Параллельное развитие можно проследить на вымерших южно-американских копытных – литоптернах. На рисунке представлен лошадеподобный тоатерий (рис.32). Его предки имели трёхпалые конечности: треодозон (1). У прототерия (2) средний палец уже удлинён, а у тоатерия (3) и передняя и задняя конечности – однопалые как у лошади. Однако когда в Южной Америке лесостепи сменились пампассами с жёсткой степной растительностью, тоатерии вымерли. В чём причины гибели данной группы американских копытных? Рис. 32. Параллельное развитие южноамериканских копытных 6.Определите конвергентные признаки у животных (рис.33-35) и заполните таблицу: 24 Рис.33. Колибри и бражник Рис. 34. Сходство внешнего облика акулы (1), ихтиозавра (2), дельфинов (3,4) Рис. 35.Конвергентное сходство положения глаз и ноздрей у позвоночных 25 Конвергентные признаки у животных Систематика Конвергентные признаки 1. 2. 3. 4. Лягушка 1. Крокодил 2. Бегемот 3. 4. Акула 1. Ихтиозавр 2. Дельфин 3. Касатка 4. 7.Очень разнообразно строение личинок у разных видов комаров при сравнительно большом сходстве имаго (рис.36). Какую форму филогенеза может иллюстрировать указанное разнообразие? Животные Колибри Колибриевый бражник Рис. 36. Личинки разных видов комаров 8.Саблезубость у кошачьих возникала по крайней мере четырежды в двух независимых стволах (рис.37). Какую форму филогенеза иллюстрирует данный пример? 26 Рис.37. Развитие саблезубости у крупных кошек 1 – махайрод, олигоцен; 2 – лжесаблезубая настоящая кошка, олигоцен; 3 – смилодон, возникший в подсемействе махайродовых через 20-30 млн лет после махайрода; 4 – плейстоценовый саблезубый тигр из семейства настоящих кошек Лабораторная работа № 11-12 Основные направления макроэволюции Вопросы для контроля домашнего задания 1. Дайте определение биологического прогресса. Назовите его признаки (критерии). Какие группы животных и растений находятся в настоящее время на пути биологического прогресса? 2. Что такое биологический регресс? Какими критериями он характеризуется? Какие направления эволюционного процесса ведут к биологическому регрессу? 3. Сформулируйте определение морфофизиологического прогресса. Чем он отличается от биологического? Перечислите критерии морфофизиологического прогресса. 4. Объясните, почему морфофизиологический прогресс является самым распространенным направлением эволюции? 5. Какие направления (пути) эволюционного процесса выделял Северцов? 6. Дайте определение ароморфоза. Приведите примеры. Что называют ключевым ароморфозом? Какие ароморфные изменения явились ключевыми для пресмыкающихся, птиц, млекопитающих? 7. Какие приспособительные изменения Северцов назвал ценогенезами? Приведите примеры. 8.Перечислите основные направления эволюционного процесса, выделенные И.И.Шмальгаузеном. 9. Что называют идиоадаптациями, или алломорфозами? Приведите примеры. 10.Какие приспособления носят название теломорфозов. Назовите факторы, направляющие по пути теломорфоза. 11.Дайте определение гиперморфоза. Приведите примеры. Укажите возможные причины, определяющие переразвитие какой-либо структуры или органа в одном направлении. 12.Что понимал Шмальгаузен под катаморфозом? В каких условиях эволюция идет по пути катаморфоза? 13.Какие приспособительные изменения называются гипоморфозами. В каких условиях борьбы за существование они формируются. Приведите примеры. 14.Как решается проблема неравномерности темпов макроэволюционных преобразований? Задания 1. Сравните основные классы позвоночных животных и докажите, что рыбы, амфибии, рептилии, птицы и млекопитающие произошли путем арогенеза, на основе последовательного усложнения морфофизиологических преобразований и повышения общего уровня организации. Заполните таблицу: Ароморфозы позвоночных животных Классы позвоночных Ароморфоз животных Строение Строение Развитие Покровы тела сердца органов головного дыхания мозга Рыбы Амфибии Рептилии Птицы Млекопитающие 2. Рассмотрите предложенных животных, установите изменения приспособительного характера, способствовавшие более широкому расселению (использованию экологических ниш). Заполните таблицу: 27 Представители Голубь Утка Кулик Ястреб Куропатка Ворона Аллогенные изменения птиц Строение клюва Строение ног Пища 3. Могут ли эндопаразитические черви, развивающиеся путем катаморфоза, быть примером биологического прогресса? Почему некоторые древние животные, пройдя путь катаморфоза, дожили до наших дней? 4. Можно гипоморфоз считать экологической специализацией? 5. Гиперморфоз – переразвитие, гигантизм распространен во многих группах животного и растительного царств. Объясните, почему гиперморфоз считается крайним случаем специализации органа или всего организма, резко сужающим его экологическую нишу? Приведите примеры гиперморфоза. 6. Является ли процесс возвращения млекопитающих в водную среду ароморфозом? 7. Что произойдет с организмами с узкой специализацией при резких изменениях среды? 8. После возникновения ароморфозов, и особенно после выхода живых организмов в новую среду обитания начинается формирование приспособлений отдельных популяций к условиям существования путём идиоадаптаций (рис.38). Так класс птиц в процессе расселения по суше дал огромное разнообразие форм, хотя основные черты строения у них одинаковые. Перечислите аллогенные приспособления птиц? Рис.38 Приспособительные изменения лап у птиц: 1 – обхватывающая лапа славки; 2 – схватывающая лапа филина; 3 – лазающая лапа дятла; 4 – ходильная и разгребающая лапа куропатки; 5 – приспособленная к ходьбе по болоту лапа цапли; 6 – приспособленная к плаванию лапа шилохвости. 28 9. Аллогенез связан с известной специализацией каждой из филогенетических форм к каким-то определённым условиям внутри адаптивной зоны. Укажите идиоадаптации у разных видов мелких млекопитающих: ондатра, бобр, летяга, тушканчик, землеройка, белка, заяц. 10. Можно ли считать биологическим прогрессом превращение у кактусов листьев в колючки? 11. Пользуясь критериями биологического прогресса, объясните, почему класс костных рыб, включающий 95% видов современной ихтиофауны более прогрессивен, чем сумчатые млекопитающие, насчитывающие чуть более 200 видов с ограниченными ареалами и невысокой численностью. 12.В своих трудах Ж.Б.Ламарк говорил об эволюции по «вертикали» и «горизонтали». Соотнесите эти взгляды с современными представлениями о направлениях эволюционного процесса. 13.Заполните таблицу, проставив против каждого признака название соответствующего направления эволюции по Северцову и Шмальгаузену. Пути биологического прогресса Признаки, возникающие в ходе эволюции Направления эволюции по Северцову по Шмальгаузену 1. Возникновение многоклеточности 2. Появление полового процесса 3. Возникновение хорды 4. Образование позвоночника 5. Появление пятипалой конечности 6. Образование ластов у водных животных 7. Образование цепкого хвоста у обезьян 8. Возникновение у земноводных трехкамерного сердца 9. Изменение формы тела у скатов 10. Появление копыта у лошади 11. Возникновение теплокровности 12. Возникновение гигантских форм млекопитающих (слоны) 13. Исчезновение хорды и нервной трубки при метаморфозе у асцидий 14. Развитие мощных клыков у саблезубых тигров 15. Возникновение длинной шеи у жирафов 14. Определите, по какому пути пойдет эволюция в следующих условиях борьбы за существование. А. Если жизненные условия в местах обитания известного организма очень разнообразны, т.е. организм активно меняет свое местопребывание и сталкивается с многочисленными физическими и биотическими факторами при полной обеспеченности жизненными средствами, т.е. борьба за существование имеет характер прямой индивидуальной элиминации. Б. Если жизненные условия обладают известной устойчивостью для данного организма, и борьба за существование носит характер интенсивной прямой индивидуальной элиминации. В. Если борьба за существование происходит в условиях острой конкуренции (активного соревнования) при косвенной элиминации голодом. И естественный отбор приобретает своеобразное направление к достижению максимальной экономии в использовании жизненных средств. Г. Если косвенная элиминация с отбором на максимальную экономичность обмена падает на взрослую фазу онтогенеза, а молодь подвержена большой прямой элиминации (врагами, паразитами, климатом). 29 Д. Если организм попадает в такие условия, в которых его истребляемость очень велика и не имеет избирательного характера, т.е. в случае большой общей элиминации факторами случайного характера (стихийные явления природы, враги подавляющей силы, против которых у организма нет никаких средств защиты). Лабораторная работа № 13-14 «Эволюция человека (антропогенез)» Вопросы для контроля домашнего задания I. Человек как биологический вид. Место человека в системе животного царства. II. Доказательства животного происхождения человека: сравнительно-морфологические, физиологические, этологические, биохимические, эмбриологические, палеонтологические и т.д. III. Основные преадаптации приматов (антропоморфозы) к возникновению человека. IV. Основные этапы антропогенеза. 1)Морфологические типы Австралопитековых. Основные находки, распространение, образ жизни. Происхождение прямохождения. 2)Человек умелый (Homo habilis). Его происхождение, особенности морфологии, экологии, орудийной деятельности. 3)Человек прямоходящий (Homo erectus). Изготовление орудий, ареал. 4)Неандерталец (Homo sapiens neandertalensis). Физические типы неандертальцев. Духовная жизнь, орудия. 5)Кроманьонский человек (Homo sapiens sapiens). Искусство кроманьонцев, орудия, оружие и способы охоты. V. Движущие силы антропогенеза и их специфика. VI. Особенности биологической эволюции человека на современном этапе. VII. Расогенез. Факторы расогенеза. Многоуровневая классификация человеческих рас. Морфологические особенности основных расовых типов. VШ. Альтернативные гипотезы происхождения человека (“безволосая обезьяна” Д.Морриса, “водяные гипотезы” Э.Харди и Я.Линдблада). Задания 1.Посмотрите видеофильм «Основные этапы и факторы антропогенеза». 2.Запишите в тетрадь ключевые этапы эволюции человека. 3. Выявите и запишите факторы, определившие переход предков человека к прямохождению. 4. Запишите основные антропоморфозы приматов, обусловившие возникновение человека. 5. Постройте филогенетическую схему гоминид. 6. Выпишите биологические и социальные факторы эволюции человека. 7.Сходство высших человекообразных обезьян с человеком проявляется и во внешнем облике, и в размерах тела, и в способе передвижения, и в строении различных систем органов. Сравните строение человека (I) и шимпанзе (II) (рис. 39), заполните таблицу: Особенности анатомии человека и шимпанзе № Особенности анатомии Человек Шимпанзе п/п 1 Череп (соотношение лицевой и мозговой части) и шейный отдел позвоночника 2 Нижняя челюсть (размер челюсти, зубов, высота коронки коренных зубов, форма зубной дуги) 3 Верхние конечности и пальцы рук 4 Поясничный отдел позвоночника 5 Пояс нижних конечностей (форма таза) 6 Нижние конечности (соотношение 30 7 ног и рук) Стопа (форма палец ноги) стопы, большой . Рис. 39 Особенности анатомии человека (I) и шимпанзе (II) 8.Познакомьтесь со схематичным изображением дифференциально окрашенных хромосом человека и шимпанзе (рис.40). В каждой паре слева – хромосома человека, справа – гомологичная ей хромосома шимпанзе. Обратите внимание на вторую пару и поперечную исчерченность хромосом. Какие существенные различия вы обнаружили в структуре кариотипа человека и шимпанзе? 9. Используя рисунки 41-42, опишите роль австралопитеков в эволюции человека. Рис. 40. Схематичное изображение дифференциально окрашенных хромосом человека и шимпанзе 31 Рис. 41 Филогенетическое древо эволюции человека 32 Рис.42 Время существования разных видов гоминид 8. Примерная тематика курсовых работ (если они предусмотрены учебным планом ОП). Не предусмотрены 9. Учебно-методическое обеспечение и планирование самостоятельной работы студентов. Таблица5 . № Модули и темы Модуль 1 1.2. История эволюционных идей в развитии естественных наук. Учение Ж.Б. Ламарка 1.3. Ч. Дарвин и основные положения дарвинизма 1.4. Судьба дарвинизма. Неоламаркизм и генетический антидарвинизм и их причины Виды СРС Неделя семестра Объем часов Кол-во баллов обязательные дополнительные 1.Подготовка к тестированию Чтение специальной литературы 1 0-2 1.Подготовка к тестированию Чтение специальной литературы 2 0-2 1. Подготовка к тестированию Чтение специальной литературы 3 0-2 33 1.5. Формирование синтетической теории эволюции Всего Модуль 2 2.1. Элементарная единица эволюции. Элементарные факторы эволюции 2.2. 3.1. 3.2. 3.3. 1. Подготовка к защите реферата 2. . Подготовка к тестированию 1. Подготовка к сдаче лабораторной работы. 2. Подготовка к тестированию 3. Подготовка к семинару Вид и 1. Подготовка видообразование к сдаче лабораторной работы. 2. Подготовка к тестированию Всего Модуль 3 Основные 1. Подготовка формы, пути и к сдаче закономерности лабораторной макроэволюции работы. 2. Подготовка к семинару 3. Подготовка к тестированию Эволюция 1. Подготовка онтогенеза: к сдаче история вопроса лабораторной и современные работы. взгляды 2. Подготовка к семинару 3. Подготовка к тестированию Пути 1. Подготовка биологического к сдаче прогресса. лабораторной Проблемы работы. вымирания. 2. Подготовка Проблемы к направленности тестированию эволюционного процесса Чтение специальной литературы Чтение специальной литературы Чтение специальной литературы Чтение специальной литературы Чтение специальной литературы Чтение специальной литературы 34 4 0-5 4 0-2 4 0-13 5 0-4 6 0-2 7 0-4 8 0-4 9 0-2 5 0-16 1-4 8 0-16 5 4 0-4 6 2 0-2 7-9 8 0-12 10 4 0-4 11 2 0-2 12 4 0-4 13 2 0-2 3.4. Современные гипотезы возникновения жизни 1. Подготовка к сдаче лабораторной работы. 2. Подготовка к тестированию 3.5. Основные этапы 1. Подготовка и факторы к сдаче антропогенеза лабораторной работы. 2. Подготовка к контрольной работе 3. Подготовка к тестированию Всего Итого Чтение специальной литературы Чтение специальной литературы 14 4 0-4 15 2 0-2 16-18 4 0-12 19 4 0-5 20 2 0-2 20 29 50 50 0-71 0-100 10.Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины (модуля). УФ-13- Вопросы к экзамену 1. Предмет и задачи эволюционной теории. Методы исследования эволюционного процесса. Место эволюционной теории в системе биологических наук. 2. Развитие эволюционных представлений в древности. Метафизический период. Проявление креационизма в работах К.Линнея и Ж.Кювье. 3. Зарождение эволюционной идеи (трансформизм). Ж. Бюффон, М.В. Ломоносов, Ж. Сент-Илер и др. Взгляды французских материалистов XVIII века. 4. Концепции преформизма и эпигенеза. 5. Научно-исторические и общественно-экономические предпосылки дарвинизма. 6. Развитие эволюционной теории в последарвиновский период. Неоламаркизм и генетический антидарвинизм и их причины. 7. Становление синтетической теории эволюции как возрождение и обогащение дарвинизма. 8. Роль живого вещества в геохимических процессах в биосфере. Эволюция энергетических процессов. Эволюция биосферы. 9. Современные гипотезы происхождения жизни. Основные этапы биогенеза. Их экспериментальное моделирование. 10. Становление клеточной организации. Значение эндосимбиоза в происхождении эукариотической клетки. 11. Происхождение многоклеточных организмов. 12. Основные этапы эволюции растений. 13. Основные направления и этапы эволюции животных. 14. Популяция как элементарная форма эволюции 15. Экологическая структура популяций. 16. Генетическая структура популяций. Популяционный полиморфизм. 17. Представление о борьбе за существование в теории Дарвина и с позиций синтетической теории эволюции. 18. Мутационный процесс как фактор эволюции. 19. Волны жизни как фактор эволюции. Генетико-автоматические процессы. 20. Значение и формы репродуктивной изоляции организмов. 21. Доказательства существования естественного отбора. 35 22. Однолокусная модель естественного отбора. Количественная характеристика естественного отбора. 23. Представление о естественном отборе в теории Дарвина и с позиций синтетической теории эволюции. 24. Формы индивидуального естественного отбора. Соотношение индивидуального и группового отбора. 25. Происхождение вторичных половых признаков и половой отбор. 26. Понятие адаптации. Пути происхождения и типы адаптаций. Преадаптации. 27. Развитие понятия вид со времен Дж. Рея до наших дней. Современная концепция политипического вида. Критерии вида. 28. Сущность процесса видообразования. Основные стадии видообразования. 29. Основные способы аллопатрического видообразования. 30. Основные способы симпатрического видообразования. 31. Структура вида. Дискретная и клинальная изменчивость. Изоляты и гибридные зоны. 32. Простые и сложные формы эволюции групп: филетическая эволюция, дивергенция, конвергенция и параллелизм. 33. Понятие микро- и макроэволюции. Соотношение этих процессов. 34. Направленность эволюции. Ортогенез и ортоселекция. 35. Эмпирические правила макроэволюции. Темпы эволюции. 36. Основные принципы морфофункциональных преобразований. 37. Организм как целое в онтогенезе. Значение и типы корреляций. 38. Организм как целое в филогенезе. Значение и типы координаций. 39. Эмбрионизация и автономизация онтогенеза. 40. Соотношение индивидуального и исторического развития. Основные способы филогенетического изменения онтогенеза. 41. Прогресс и регресс в эволюции организмов. Критерии биологического и морфофизиологического прогресса. 42. Частные приспособления в эволюции: алломорфоз, теломорфоз, гиперморфоз. 43. Катаморфоз и гипоморфоз как направления морфофизиологического регресса. 44. Монофилетический и полифилетический пути происхождения таксонов. Представления о сетчатой эволюции. 45. Место человека в системе животного царства. Доказательства животного происхождения человека. Основные особенности человека разумного. 46. Физические типы австралопитековых. Образ жизни и распространение. 47. Человек умелый, его происхождение, особенности морфологии, экологии, орудийной деятельности. 48. Неандертальский человек. Физические типы неандертальцев. Материальная и духовная жизнь. 49. Человек прямоходящий. Происхождение прямохождения, изготовление орудий, ареал. 50. Движущие силы антропогенеза и их специфика. Особенности биологической эволюции современного человека. 51. Человеческие расы, их происхождение и классификация. Основные факторы расогенеза. 52. Происхождение домашних животных и культурных растений. Учение Ч.Дарвина об искусственном отборе. 52.Изменчивость в природных условиях и теория естественного отбора по Ч.Дарвину. 10.1 Перечень компетенций с указанием этапов их формирования в процессе освоения образовательной программы (выдержка из матрицы компетенций): Б3 7-8 семестры Циклы, дисциплины (модули) учебного плана ОП Теория эволюции Индекс компетенции 36 Общекультурные, общепрофессиональные компетенции Код компетенции ОК-3 ОПК-5 ПК-1 Виды аттестации Промежуточная (по дисциплине) + + + ФОС ПФ-3 ПФ-5 ПФ-6 ПФ-10 УФ-13 + + + + + Код компетенции 10.2 Описание показателей и критериев оценивания компетенций на различных этапах их формирования, описание шкал оценивания: Таблица 6. Карта критериев оценивания компетенций Критерии в соответствии с уровнем освоения ОП Виды занятий Оценочные (лекции, средства семинар (тесты, пороговый базовый (хор.) повышенный ские, творческие (удовл.) 76-90 баллов (отл.) практические, работы, 61-75 баллов 91-100 баллов лабораторные проекты и ) др.) 37 ОК-3 Знает: понятие биологическо й эволюции; историю развития эволюционны х идей; доказательств а и методы изучения эволюционно го процесса Знает: понятие биологической эволюции; историю развития эволюционных идей; доказательства и методы изучения эволюционного процесса; основные факторы и закономерност и микро- и макроэволюци и Умеет: объяснять основные положения эволюционно й теории Ч. Дарвина и синтетическо й теории эволюции Умеет: объяснять основные положения эволюционной теории Ч. Дарвина и синтетической теории эволюции; научные теории возникновения жизни и происхождения человека Владеет: методами изучения микроэволюц ии Владеет: методами изучения микроэволюци и и макроэволюци и Знает: понятие биологической эволюции; историю развития эволюционных идей; доказательства и методы изучения эволюционного процесса; основные факторы и закономерности микрои макроэволюции; основные этапы и направления эволюции групп; актуальные проблемы современной эволюционной теории Умеет: объяснять основные положения эволюционной теории Ч. Дарвина и синтетической теории эволюции; научные теории возникновения жизни и происхождения человека; анализировать биологические факты и явления в свете теории эволюции Владеет: методами изучения микроэволюции и макроэволюции; навыками эволюционного анализа 38 биологических фактов и процессов. лекции, лабораторные работы ,семинары ПФ-3 ПФ-5 ПФ-6 ПФ-10 ОПК-5 Знает: основы биоэтики; общие нормы речевой культуры; нормы профессионал ьной этики учителя биологии Умеет: планировать профессионал ьно этичную и ответственну ю деятельность в области биологии и экологии Владеет: навыками биологически и профессионал ьно этичного и ответственног о поведения; навыками грамотной речи Знает: основы биоэтики; общие нормы речевой культуры; нормы профессиональ ной этики учителя биологии; общую биологическую и специальную терминологию по эволюционном у учению Умеет: планировать и осуществлять профессиональ но ответственную деятельность в области биологии и экологии; создавать и редактировать тексты по эволюционном у учению Владеет: навыками биологически и профессиональ но ответственного поведения; навыками биологически грамотной речи Знает: основы биоэтики; общие нормы речевой культуры; нормы профессионально й этики учителя биологии; общую биологическую и специальную терминологию, по эволюционному учению Умеет: планировать, осуществлять и корректировать профессионально ответственную деятельность в области биологии и экологии; создавать и редактировать тексты по эволюционному учению Владеет: умениями целеполагания, планирования, самоконтроля, коррекции своей деятельности, соответствующей нормам биологически и профессионально этичного поведения; навыками биологически грамотной речи 39 лекции, лабораторные работы, семинары ПФ-3 ПФ-5 ПФ-6 ПФ-10 ПК-1 Знает: требования образовательн ых стандартов к базовому курсу биологии для средней общеобразова тельной школы Знает: требования образовательн ых стандартов и методические особенности базового курса биологии для средней общеобразоват ельной школы Умеет: осуществлять тематическое планирование базового курса биологии для средней общеобразова тельной школы Умеет: осуществлять тематическое планирование и реализовывать программу базового курса биологии для средней общеобразоват ельной школы Владеет: навыками планирования учебной программы базового курса биологии для средней общеобразова тельной школы Владеет: навыками планирования и реализации учебной программы базового курса биологии для средней общеобразоват ельной школы Знает: требования образовательных стандартов методические особенности базового курса биологии и элективных курсов по теории эволюции для средней общеобразователь ной школы Умеет: осуществлять тематическое планирование и реализовывать программу базового курса биологии и элективных курсов по теории эволюции для средней общеобразователь ной школы Владеет: навыками планирования и реализации учебной программы базового курса биологии и элективных курсов по теории эволюции для средней общеобразователь ной школы лекции, лабораторные работы, семинары ПФ-3 ПФ-5 ПФ-6 ПФ-10 10.3 Типовые контрольные задания или иные материалы, необходимые для оценки знаний, умений, навыков и (или) опыта деятельности, характеризующей этапы формирования компетенций в процессе освоения образовательной программы. ПФ-3. Типовые тестовые задания для текущего контроля 1. Различные представления о естественном развитии организмов принято называть – 40 2. Система представлений естествоиспытателей и философов 17-19 вв. об исторической изменяемости организмов, предшествовавшая эволюционному учению – 3. Трансформизм – учение о: 1) постоянстве видов; 2) изменяемости видов; 3) единстве плана строения организмов; 4) возникновении видов; 5) исторической изменяемости организмов. 4. Наиболее известные представители трансформизма: 1) Р. Гук; 2) Ж. Кювье; 3) Э. Дарвин; 4) Э.Ж. Сент-Илер; 5) К. Линней; 6) Ш. Бонне 5. Представления о развитии Земли, о возникновении живых организмов из неорганических веществ и об их постепенном историческом развитии, изложенные в «Естественной истории» (1749), предложил – 6. «Лестницу существ» как способ разработки идеи единства органической природы использовали: 1) Эмпедокл; 2) Ж. Кювье; 3) Аристотель; 4) Ш. Бонне; 5) Э. Дарвин; 6) Ж. Бюффон. 7. Первым высказал идею «лестницы существ» как способа объяснения порядка, заложенного в органическом мире – 8. Впервые «лестницу существ», читаемую от низших форм жизни к высшим предложил – 9. Учение о наличии в половых клетках организмов материальных структур, предопределяющих развитие зародыша и признаки образующегося из него организма – 10. Знаменитый спор Ж. Кювье и Ж. Сент-Илера, развернувшийся на ряде заседаний в парижском Музее естественной истории в 1830 г., являлся апофеозом борьбы: 1) катастрофизма и трансформизма; 2) трансформизма и преформизма; 3) креационизма и трансформизма; 4) эпигенеза и трансформизма; 5) креаационизма и эпигенеза. 11. Смену фаун во времени путем катастроф на поверхности Земли в прошлом, уничтожавших живые существа, объясняли: 1) Ж.Б. Ламарк; 2) Ж. Кювье; 3) Ж. Сент-Илер; 4) П.С. Паллас; 5) К.Ф. Вольф; 6) К.Ф. Рулье. 12. Убежденными преформистами 17-18 вв. были: 1) М.В. Ломоносов; 2) Э. Дарвин; 3) Ш. Бонне; 4) К.Ф. Вольф; 5) А. Левенгук; 6) М. Мальпиги. 13. Учение о зародышевом развитии организмов как процессе, осуществляемом путемпоследовательных новообразований – 14. Концепция постоянства видов, рассматривающая многообразие органического мира как результат его творения богом – 15. Вся природа была разделена К. Линнем на царства: 1) бактерий; 2) минералов; 3) растений; 4) грибов; 5) животных; 6) протистов. 16. Концепция постоянства видов, рассматривающая многообразие органического мира как результат его творения богом: 1) преформизм; 2) катастрофизм; 3) креационизм; 4) эпигенез; 5) трансформизм. 17. Эволюционная теория отличается от трансформизма тем, что 1) объясняет возникновение видов друг от друга; 2) представляет эволюцию как всеобщее явление органического мира; 3) объясняет единство плана строения животных; 4) исследует движущие факторы эволюции; 5) объясняет наличие переходных форм между видами. 18. Теология и идея неизменяемости органического мира нашла свое яркое выражение в представлениях о сотворении и постоянстве видов, в трудах: 1) Ж.Б. Ламарка; 2) К. Линнея; 3) Ч. Дарвина; 4) Ж. Кювье; 5) Ж. Сент-Илера. 19. В трудах К.Линнея нашли яркое выражение представления о 1) корреляции частей организма; 2) сотворении органического мира; 3) постоянстве видов животных и растений; 4) системе природы. 20. Систематические категории принятые К. Линнем в «Системе природы» для царства растений (1735): 1) тип; 2) вид; 3) отряд; 4) род; 5) порядок; 6) класс; 7) семейство. 21. «Видов столько, сколько разных форм вначале произвело бесконечное существо» фраза принадлежит известному шведскому ботанику – 22. Заслуги К.Линнея: 1) разработал правила классификации и номенклатуры организмов; 2) создал естественную систему растений и животных; 3) предложил научно обоснованное 41 определение вида; 4) обосновал идею эволюции органического мира; 5) применил принцип бинарной номенклатуры. 23. Вывод о постепенном развитии гетерогенного из гомогенного путем новообразования структур (концепция эпигенеза) принадлежит петербургскому академику – 24. Направление эволюции по Ж.Б. Ламарку: 1) естественный отбор; 2) градация – развитие от простого к сложному; 3) развитие живых существ естественным путем из первичной материи; 4) адекватные изменения организма условиями внешней среды; 5) постепенное развитие гетерогенного из гомогенного путем новообразования структур. 25. Ж.Б. Ламарк считал основным движущим фактором эволюции внутреннее стремление организмов к – 26. Ж.Б. Ламарк считал что виды: 1) созданы природой; 2) непрерывно изменяются; 3) реально существуют; 4) категория реально не существующая; 5) результат акта божественного творения. 27. Ж.Б. Ламарк считал что: 1) организм целесообразно приспосабливается к условиям среды; 2) виды реально существуют; 3) живые существа стремятся к совершенствованию; 4) все изменения наследственны; 5) виды постоянны. 28. Правильная последовательность событий приспособительной эволюции высших животных по Ж.Б. Ламарку: 1) выработка новых привычек; 2) усиленное развитие упражняемых органов и редукция не упражняемых; 3) изменение среды; 4) наследственное закрепление новой организации; 5) изменение потребностей; 6) упражнение органов в соответствии с новыми привычками. 29. Заслуги Ж.Б. Ламарка: 1) изобрел дихотомические определительные таблицы; 2) дополнил систематику животных, разделив их на позвоночных и беспозвоночных; 3) предложил научно обоснованное определение вида; 4) ввел в биологию бинарную номенклатуру; 5) создал первую целостную эволюционную теорию. 30. Основные теоретические положения эволюционных взглядов Ж.Б. Ламарка: 1) 21каждая систематическая единица имеет монофилетическое происхождение; 2) усложнение организации живых существ определяется стремлением природы кпрогрессу; 3) целесообразность в строении и функциях организмов – их изначальное свойство; 4) всякое обусловленное средой изменение включается в арсенал наследственности; 5) наименьшая эволюционная единица – популяция. 31. Первым предложил генеалогическую классификацию, основанную на принципе родства между организмами – 32. Сравнительный анатом и трансформист Ж. Сент-Илер сформулировал принципы (теоретические обобщения): 1) корреляции частей тела; 2) наследования приобретенных признаков; 3) аналогов; 4) соотношения органов; 5) единства плана строения всех животных. 33. Французский естествоиспытатель. Создал первую теорию исторического развития органического мира. Ввел термин «биология». Обосновал теорию о постепенном повышении организации живых существ от простейших до человека – 34. Сравнительный анатом и палеонтолог Ж. Кювье предложил идею: 1) корреляции частей тела; 2) налогов; 3) теории четырех типов строения животных; 4) теории катастроф и последовательной смены фаун в истории Земли; 5) наследования приобретенных признаков. ПФ-6. Типовые темы контрольных работ и методические рекомендации к ним При написании контрольной работы студент должен раскрыть содержание вопросов на основе литературных источников и лекционного материала.Изложение материала должно носить характер констатации фактов, доказательств, убеждения и т.д. в зависимости от специфики поставленного вопроса. Ответы необходимо иллюстрировать примерами. Вариант 1. 1. В чём сущность метафизического периода в развитии естествознания? Назовите причины мировоззрения, сложившегося в это время. 2. Заполните таблицу 1. Записи должны быть краткими. 42 Таблица 1. Предпосылки появления теории Ч. Дарвина Социально-экономические предпосылки Научные предпосылки 3. В чём сущность закона Харди-Вайнберга? В чём состоит суть генетико-автоматических процессов в популяциях? Какое значение они имеют в эволюционном процессе? 4. В каком случае и как применяется географический критерий вида? Вариант 2. Заполните таблицу 2. Таблица 2. Развитие биологии в додарвиновский период Учёный Страна, годы жизни Главный вклад в Особенности развитие биологии периода К. Линней К.Ф.Вольф Ж. Кювье Ж.Л. Бюффон Ж. Кювье Ж. Сент-Илер Ж.Б. Ламарк 2. Как понимал Ч. Дарвин происхождение целесообразности органических форм? Разберите этот вопрос на конкретном примере. 3. Охарактеризуйте указанные формы изменчивости, заполнив таблицу 3. Таблица 3. Особенности двух форм изменчивости Формы Характер изменений Целесообразность Роль в изменчивости направ- ненаправ- случай- неслучай- нужны ненужны эволюции ленный ленный ный ный 1. 4. Рассмотрите принципы филогенетического изменения органов на следующих примерах: а) появление хрящевого позвоночного столба на месте хорды; б) возникновение лёгкого у наземных моллюсков на месте мантийной полости; в) исходная функция передней конечности млекопитающих и конечности обезьяны; г) переход рептилий от движения с помощью ног к передвижению без них (змеи). Вариант 3. 1. В чём основное значение трудов К. Линнея в развитии биологии и эволюционной идеи? 2. Сравните взгляды Ламарка и Дарвина на проблему вымирания видов. 3. Какова роль колебания численности популяции в изменении её генетической природы? 4. Дайте определение гомологичным и аналогичным органам. Приведите примеры. Каково значение изучения гомологии и аналогии в познании закономерностей эволюции. Вариант 4. 1. Какой вклад внесла сравнительная анатомия первой половины XIX в. (додарвиновский период) в развитие эволюционной идеи? 2. В чём коренное отличие в понимании Ламарком и Дарвином происхождения целесообразности органических форм? Приведите примеры. 3. В чём единство и основное различие между живой и неживой природой? 4. Выясните принципы филогенетического изменения органов на следующих примерах: а) возникновение из гладкой мускулатуры поперечнополосатой; б) появление трахей у насекомых в связи с выходом на сушу; 43 в) исходная функция жабр двустворчатых моллюсков и выполняемые ими функции у современных форм; г) исходная и современная функции антенн речного рака. Вариант 5. 1.Укажите основные различия во взглядах Линнея и Ламарка на виды организмов в природе, заполнив таблицу 4. Таблица 4. Взгляды Линнея и Ламарка на вид Учёный Происхождение Изменение Причина Наличие Объяснение современных видов многообразия родства приспособленности видов видов между видов к условиям организмами жизни Линней Ламарк 1. Почему Дарвин придавал большое значение в эволюции индивидуальным различиям? Дайте его формулировку понятия «индивидуальные различия». 2. Что нового вносит современная наука в трактовку сущности жизни по сравнению с Ф. Энгельсом? 3. Основным направлением в эволюции А.Н. Северцов считал ароморфоз. Дайте определение этого явления. Приведите примеры. Объясните, почему эти морфофизиологические изменения можно назвать ароморфозами. Каковы их предпосылки? Вариант 6. 1.В чём существенное отличие системы животных Ж.Б. Ламарка и К. Линнея? 2. Как вы понимаете творческую роль искусственного отбора? Приведите примеры. 3. В чём суть гипотез «космозоев» и «панспермии»? Дайте обоснование новой гипотезы «направленной панспермии» Ф. Крика и Л. Оргела, используя рекомендованную литературу. Изложите своё отношение к указанным гипотезам. Ответ мотивируйте. 4. Дайте общую картину развития жизни в мезозойскую эру. Каковы причины вымирания динозавров? Вариант 7. 1.Каково значение работ Ж.Кювье в развитии эволюционной идеи? 2. Что понимал Ч. Дарвин под термином «расхождение признаков»? Какое значение имеет это явление в жизни вида? Почему расхождение признаков поддерживается естественным отбором? Какова роль дивергенции в эволюции? 3. Возможно ли зарождение жизни в настоящее время? Ответ мотивируйте. 4. Что нового вносит современная наука в представления о естественном отборе? Заполните таблицу 5. Таблица 5. Формы естественного отбора Название Направление отбора Примеры Результат действия Вариант 8. 1.Раскройте понимание Ламарком движущих сил эволюции. В чём причины такого толкования факторов эволюции? 2. Дайте сравнение искусственного и естественного отбора, заполнив таблицу 6. Таблица 6. Искусственный и естественный отбор Формы отбора Источник Отбирающий Признаки, Результаты 44 отбора фактор накапливающиеся отбора в процессе отбора Искусственный отбор Естественный отбор 3.Каковы предпосылки возникновения жизни на Земле? 4.В чём ограниченность биогенетического закона? Каково значение работ А.Н. Северцова в развитии проблемы взаимоотношения онтогенеза и филогенеза? Вариант 9. 1.В чём причина двойственности взглядов Ламарка на природу (признание роли творца как первопричины и идея развития)? 2.Что такое дивергенция, или расхождение признаков? Почему естественный отбор поддерживает дивергенцию в природе? Приведите примеры дивергенции в пределах вида. 3. Что такое модификации? Какова их роль в эволюционном процессе? 4.Заполните таблицу 7, проставив против каждого признака название соответствующего направления эволюции по А.Н. Северцову и И.И. Шмальгаузену. Таблица 7. Пути биологического прогресса Признаки, возникающие в ходе Направление эволюции эволюции по Северцову по Шмальгаузену 1.Возникновение многоклеточности 2. Появление полового процесса 3.Возникновение хорды 4.Образование позвоночника 5. Появление пятипалой конечности 6.Образование ластов у водных животных 7.Образование цепкого хвоста у обезьян 8.Возникновение у земноводных трёхкамерного сердца 9. Изменение формы тела у хрящевых рыб 10.Появление копыта у лошади 11.Возникновение теплокровности 12.Возникновение гигантских форм млекопитающих (слоны) 13. Исчезновение хорды и нервной трубки при метаморфозе у асцидий 14.Развитие мощных клыков у саблезубых тигров 15. Удлинение шеи жирафа Вариант 10. 1.Сопоставьте эволюционные воззрения Ламарка и Дарвина, заполнив таблицу 8. Утвердительный ответ обозначьте знаком «+», отрицательный « - ». Таблица 8. Сравнение эволюционных воззрений Ламарка и Дарвина Взгляды учёных Мнение Ламарка Дарвина 45 1.Изменения, возникающие под влиянием условий среды, всегда приспособительны. 2.Виды возникают в результате естественного отбора 3.Движущей силой эволюции является естественный отбор. 4. Эволюция носит дивергентный характер. 5.Объяснение происхождения шипов у розы с позиций теории эволюции. 2.Что нового вносит современное эволюционное учение в понимание борьбы за существование и её роли в эволюции? 3.Ознакомьтесь с теорией А.И. Опарина о возникновении жизни на Земле. Какие вопросы этой проблемы являются дискуссионными? 4.Какие морфофизиологические изменения (ароморфозы) обусловили возможность освоения позвоночными суши? Вариант 11. 1.Объясните причины возникновения преформизма в XVII в. Назовите факты, на которых основываются преформисты. В чём заключается несостоятельность этого учения? 2.Выявите формы борьбы за существование по Дарвину, заполнив таблицу 9. Таблица 9. Название вида борьбы Причины, вызывающие Конкретные примеры данную форму борьбы Межвидовая Внутривидовая Борьба с условиями жизни 3.Что такое модификации? Приведите примеры. Почему модификации, наблюдаемые в природе, носят адаптивный характер? 4.Почему процесс эволюции необратим? Ответ подтвердите примерами. Вариант 12. 1.Какой вклад внесла сравнительная анатомия в развитие эволюционной идеи? 2.Какие факты, полученные Ч.Дарвином в кругосветном путешествии, привели его к созданию эволюционной теории? Назовите и раскройте их сущность. 3.Рассмотрите генетические процессы в популяциях и выявите их эволюционную роль. 4.Выясните принципы филогенетического изменения органов на следующих примерах: а) возникновение из гладкой мускулатуры поперечнополосатой; б) появление трахей у насекомых в связи с выходом на сушу; в) исходная функция жабр двустворчатых моллюсков и выполняемые ими функции у современных форм; г) прежняя и современная функция антенн речного рака. Вариант 13. 1.Как понимал Ламарк возникновение приспособлений у растений и животных? 2.Сравните определённую и неопределённую формы изменчивости по Дарвину, заполнив таблицу 10. Таблица 10. Формы изменчивости по Дарвину Вопросы для сравнения Определённая Неопределённая 46 изменчивость изменчивость 1.Можно ли заранее предсказать, в каком направлении изменится организм под воздействием холода, влаги, пищи? 2.Передаётся ли новый признак по наследству? 3.В каких (в одном или различных случайных) направлениях уклоняется признак у особей, если они живут в одинаковых условиях? 4.Адекватна ли изменчивость признака по отношению к вызвавшей его причине? 3.В каком случае и как применяется физиолого-биохимический критерий вида? 4.Что такое ноогенез? Почему проблема ноогенеза возникла только в начале XX века? Вариант 14. 1,.Укажите основные отличия во взглядах Линнея и Ламарка на вид, заполнив таблицу 11. Таблица 11. Взгляды Ламарка и Линнея на вид Учёный Происхождение Изменение Причина Наличие Происхождение современных видов многообразия родства приспособленности видов видов между видов к условиям видами жизни Ламарк Линней 2.Каковы причины борьбы за жизнь по Дарвину? Проиллюстрируйте ответ конкретными примерами. 3.Ознакомьтесь с современным учением о естественном отборе. Заполните таблицу 12. Таблица 12. Формы естественного отбора Формы отбора Характеристика Примеры действия Роль в эволюции (направление отбора) Движущая Стабилизирующая Дизруптивная 4.В чём коренное отличие эволюции человека от эволюции животных? Вариант 15. 1.Как понимает Ламарк происхождение целесообразности органических форм? 2.Сравните определённую и неопределённую формы изменчивости, заполнив таблицу 13. Таблица 13. Формы изменчивости по Дарвину Вопросы для сравнения Определённая Неопределённая (групповая) (индивидуальная) изменчивость изменчивость 1.Можно ли заранее предсказать, в каком направлении изменится организм под воздействием условий среды? 47 2.Передаётся ли новый признак по наследству? 3.В каких (в одном или различных случайных) направлениях уклоняется признак у особей, если они живут в одинаковых условиях? 4.Адекватна ли изменчивость признака по отношению к вызвавшей его причине? 3.Что такое мобилизационный резерв наследственной изменчивости, и каково его значение в эволюции? 4.Назовите важнейшие ароморфозы в развитии животного и растительного мира в мезозойскую эру. Вариант 16. 1.Раскройте понимание Ламарком движущих сил эволюции. Объясните причины такого толкования факторов эволюции. 2.Какой смысл вкладывал Ч. Дарвин в термин «борьба за существование»? Охарактеризуйте современное представление о борьбе за существование. 3.Внимательно изучите гипотезу коацерватов А.И. Опарина. В чём их существенное отличие от простейших форм жизни? Что общего между ними? 4.Почему процесс эволюции необратим? Обоснование подтвердите примерами. Вариант 17. 1.Как в теории эволюции Ламарка проявились его деистические воззрения? 2.Раскройте суть процесса возникновения приспособления органических форм к условиям жизни по Дарвину. Почему приспособленность носит относительный характер? 3.Что понимается под генетико-автоматическими процессами в популяции, и какова их роль в эволюции? 4.Какие органы являются гомологичными, какие – аналогичными? Приведите примеры. Каково значение изучения гомологии и аналогии в познании закономерностей эволюции? ПФ-10. Типовые темы рефератов и методические рекомендации к ним 1. Идеалистические представления в древности о сотворении и неизменяемости мира. Возникновение эволюционных воззрений в работах и высказываниях мыслителей древнего мира (Фалес Милетский, Анаксимандр, Гераклит, Аристотель и др.). 2. Период накопления фактических знаний в биологии (XVII-XIX вв.). Сущность креационизма. 3. К.Линней – яркий выразитель метафизических воззрений о неизменности и изначальной целесообразности в природе. 4. Концепции трансформизма Дидро, Мопертюи, Бюффон, Радищев, Ломоносов и др.). 5. Первое аргументированное эволюционное учение Ж..-Б. Ламарка. Его значение. 6. Дискуссия Ж.Кювье с Ж. Сент-Илером. 7. Русские эволюционисты первой половины XIX века: И.В.Дядьковский, К.М.Бэр, К.Ф. Рулье, Н.А. Северцов и их работы. 8. Социально-экономические и научные предпосылки возникновения учения Ч.Дарвина. 9. Биография Ч.Дарвина. 10. Проблемы происхождения органической целесообразности по Ч.Дарвину. 11. Происхождение многообразия видов по Ч.Дарвину. Дивергенция. 12. Взгляды Ч.Дарвина на происхождение человека. 48 13. Дарвиновская гипотеза пангенезиса. 14. Вклад А.Р.Уоллеса в теорию эволюции. 15. Концепция ортогенеза. 16. Эволюция без отбора: автоэволюция формы и функций (Лима-де-Фария). 17. Развитие теории эволюции в последарвиновском периоде. 18. Экспериментальное моделирование биогенеза (опыты Миллера, Уилсона, Поннамперумы, Оро, Фокса, Кальвина, Опарина и др.). 19. Принцип актуализма и происхождение жизни. Требования к оформлению реферата. Реферат выполняется по выбранной теме (тема может быть предложена самим студентом). Объем реферата не должен быть меньше 10 страниц машинописного текста, включающих титульный лист, содержание, введение, основную часть, выводы, и список используемой литературы. Реферат должен быть выполнен на одной стороне листа белой бумаги формата А4 (210х297 мм). Интервал межстрочный - полуторный. Цвет шрифта - черный. Гарнитура шрифта основного текста — «TimesNewRoman» или аналогичная. Кегль (размер) 12. Размеры полей страницы: правое —30 мм, верхнее, и нижнее, левое —20 мм. Формат абзаца: полное выравнивание («по ширине»). Отступ красной строки одинаковый по всему тексту - 1,25 мм. Страницы должны быть пронумерованы с учётом титульного листа, который не обозначается цифрой. 10.4 Методические материалы, определяющие процедуры оценивания знаний, умений, навыков и (или) опыта деятельности характеризующих этапы формирования компетенций. Для допуска к экзамену студент должен набрать не менее 60 баллов по формам текущего контроля. Максимальное количество баллов, которые может набрать студент в ходе изучения дисциплины, составляет 100. По разным формам контроля балльные оценки распределяются следующим образом: семинары-0-12; лабораторные работы – 0-56 баллов; контрольные работы – 0-5 баллов; письменное тестирование – 0-22 баллов; реферат – 0-5 баллов. При наборе студентом более 60 баллов оценка за промежуточную аттестацию может быть выставлена автоматически согласно следующим критериям: 61-75 баллов – удовлетворительно; 76-90 баллов – хорошо; 91-100 баллов – отлично. Студенты набравшие по текущему контролю менее 60 баллов, а также студенты не согласные с итоговой оценкой, полученной по результатам текущего контроля сдают экзамен в устной форме. Экзаменационный билет содержит два вопроса по разным разделам дисциплины. На экзамене оценка выставляется согласно «Положению о текущем контроле успеваемости и промежуточной аттестации студентов ФГБО ВПО «ТюмГУ» (Приложение к приказу от 01.04.2014 №185) в соответствии со следующими критериями: - оценки «отлично» заслуживает студент, обнаруживший всестороннее, систематическое и глубокое знание учебно-программного материала, умение свободно выполнять задания, предусмотренные программой курса, усвоивший основную и знакомый с дополнительной литературой, рекомендованной программой курса. Как правило, оценка «отлично» выставляется студентам, усвоившим взаимосвязь основных понятий дисциплины в их значении для приобретаемой профессии, проявившим творческие способности в понимании, изложении и использовании учебно-программного материала; - оценки «хорошо» заслуживает студент, обнаруживший полные знания учебнопрограммного материала, успешно выполняющий предусмотренные в программе курса задания, усвоивший основную литературу, рекомендованную в программе курса. Как правило, оценка «хорошо» выставляется студентам, показавшим систематический характер знаний по дисциплине и способным к их самостоятельному пополнению и обновлению в ходе дальнейшей учебы и профессиональной деятельности; - оценки «удовлетворительно» заслуживает студент, обнаруживший знание учебнопрограммного материала в объеме, необходимом для дальнейшей учебы и предстоящей работы по 49 профессии, справляющийся с выполнением заданий, предусмотренных программой курса, знакомый с основной литературой, рекомендованной программой курса. Как правило, оценка «удовлетворительно» выставляется студентам, допустившим погрешность в ответе на экзамене и при выполнении экзаменационных заданий, но обладающим необходимыми знаниями для их устранения под руководством преподавателя; - оценка «неудовлетворительно» выставляется студенту, обнаружившему пробелы в знаниях основного учебно-программного материала, допустившему принципиальные ошибки в выполнении предусмотренных программой курса заданий. Как правило, оценка «неудовлетворительно» ставится студентам, которые не могут продолжить обучение или приступить к профессиональной деятельности по окончании вуза без дополнительных занятий по соответствующей дисциплине. Студенты, имеющие допуск к экзаменационной сессии, но не выполнившие все формы текущего контроля, предусмотренные УМК по конкретной дисциплине, имеющие до 50% пропусков занятий, к экзамену по данной дисциплине не допускаются. 11. Образовательные технологии Технологии личностно-ориентированного обучения (технология обучения как учебного исследования); обучение в сотрудничестве (групповая работа); информационнокоммуникационные технологии; модульное обучение; кейс-метод: анализ конкретных ситуаций; лекционно-семинарская зачётная система. 12. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины (модуля). 12.1 Основная литература: 1.Торосян В.Г. История и философия науки: учебник [Электронный ресурс] / М.:Гуманитарный издательский центр ВЛАДОС, 2012. 368с. URL: http://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=260777 2.Тимирязев К. А.. Исторический метод в биологии [Электронный ресурс] / М.:Директ-Медиа, 2012. – 192 с. - URL: http://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=52757 3.Лузянин С.Л., Блинова С. В.. Экологические основы эволюции: учебное пособие [Электронный ресурс] / Кемерово:Кемеровский государственный университет,2013. – 96 с. - URL: http://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=232771 4.Дарвин Ч.Р. О происхождении видов путем естественного отбора или сохранении благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь [Электронный ресурс] / М.:Директ-Медиа, 2014. 528 с. - URL: http://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=253996 12.2 Дополнительная литература: 1.Северцов, А.С. Теория эволюции [Текст] / А.С. Северцов. – М.: Гуманитарный издательский центр Владос, 2005. – 380 с.(34) 2.Лихачёв, С.Ф. Эволюционизм (История развития эволюционного учения) Учебное пособие. Методология и методика естественных наук. Вып. 18. [Текст] / С.Ф. Лихачёв, П.С. Горбунов. – Омск: ООИПКРО, 2006. – 156 с.(15) 3.Яблоков, А.В. Эволюционное учение [Текст]: учебник для биол.спец.вузов / А. В. Яблоков ; А.Г. Юсуфов. - М. : Высш.шк., 2004. - 310 с.(30) Периодические издания Журнал «Успехи современной биологии» Журнал «В мире науки» 50 12.3 Интернет-ресурсы: № Наименование электроннобиблиотечной системы (ЭБС) Принадлежн ость Адрес сайта Наименование организациивладельца, реквизиты договора на использование подписка ТюмГУ 1. Электронно-библиотечная система «Университетская библиотека онлайн» сторонняя http://biblioclub.r u 2. Электронно-библиотечная система Elibrary сторонняя http://elibrary.ru ООО "РУНЭБ". Договор № SV-2503/2014-1 на период с 05 марта 2014 года до 05 марта 2015 года. 3. Универсальная справочно- сторонняя информационная полнотекстовая база данных “East View” ООО «ИВИС» http://dlib.eastvie w.com/ ООО "ИВИС". Договор № 64 - П от 03 апреля 2014 г. на период с 04 апреля 2014 года до 03 апреля 2015 года. http://diss.rsl.ru/?l подписка ТюмГУ (1 ang=ru рабочее место, подписка в 2015 г.) 4. Электронная библиотека: Библиотека диссертаций сторонняя 5. Межвузовская электронная библиотека (МЭБ) корпоративн ая http://icdlib.nspu. ru/ 6. Автоматизированная библиотечная информационная система МАРК-SOL 1.10 (MARC 21) (Электронный каталог) библиографическая база данных сторонняя локальная сеть Совместный проект с ФГБОУ ВПО «Новосибирский государственный педагогический университет» Научнопроизводственное объединение «ИНФОРМ-СИСТЕМА». Гос.контракт № 07034 от 20.09.2007 г., бессрочно 13. Перечень информационных технологий, используемых при осуществлении образовательного процесса по дисциплине (модулю), включая перечень программного обеспечения и информационных справочных систем (при необходимости). Демонстрационные: Windows Media Player PowerPoint 51 14. Технические средства и материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля). Для проведения занятий имеется специализированный кабинет общей биологии, оснащённый бинокулярными микроскопами, бинокулярными лупами, лабораторной посудой, химическими реактивами, коллекциями беспозвоночных и позвоночных животных, таблицами и схемами, мультимедийной установкой, компьютером. 15. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины (модуля). В ходе изучения курса студент должен выполнить 14 лабораторных работ, включающие обязательное решение задач по предмету. Лабораторные работы выполняются в тетрадях для лабораторных работ и сдаются преподавателю в форме собеседования. Перед началом лабораторной работы проводится устное собеседование по вопросам домашнего задания. В ходе освоения дисциплины студенты должны сдать семинары, а также выполнить письменные контрольные, тестовые работы и подготовить реферат. Самостоятельная работа студентов в основном направлена на самостоятельное освоение теоретического материала дисциплины. 52 Дополнения и изменения к рабочей программе на 2014 / 2015 учебный год В рабочую программу вносятся следующие изменения: 1. Из списка литературы удалены источники ранее 2005 года издания. 2. Изменен титульный лист программы. Рабочая программа пересмотрена и одобрена на заседании кафедры 27.01.2015 г. Заведующий кафедрой Левых А.Ю. Подпись Ф.И.О. 53