close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

код для вставкиСкачать
1
СОДЕРЖАНИЕ
1. Общие положения
1.1. Основная образовательная программа бакалавриата, реализуемая вузом по направлению
подготовки 020400 Биология
1.2. Нормативные документы для разработки ООП бакалавриата по направлению
подготовки 020400 Биология.
1.3. Общая характеристика вузовской основной образовательной программы высшего
профессионального образования (бакалавриат) по направлению подготовки 020400 Биология.
1.4 Требования к абитуриенту
2. Характеристика профессиональной деятельности выпускника ООП бакалавриата
по направлению подготовки 020400 Биология
2.1. Область профессиональной деятельности выпускника
2.2. Объекты профессиональной деятельности выпускника
2.3. Виды профессиональной деятельности выпускника
2.4. Задачи профессиональной деятельности выпускника
3. Компетенции выпускника ООП бакалавриата, формируемые в результате освоения данной
ООП ВПО.
4. Документы, регламентирующие содержание и организацию образовательного процесса при
реализации ООП бакалавриата по направлению подготовки 020400 Биология
4.1. Годовой календарный учебный график.
4.2. Учебный план подготовки бакалавра.
4.3. Рабочие программы учебных курсов, предметов, дисциплин (модулей).
4.4. Программы учебной и производственной практик.
5. Фактическое ресурсное обеспечение ООП бакалавриата по направлению подготовки 020400
Биология
6. Характеристики среды вуза, обеспечивающие развитие общекультурных и социальноличностных компетенций выпускников
7. Нормативно-методическое обеспечение системы оценки качества освоения
обучающимися ООП бакалавриата по направлению подготовки 020400 Биология.
7.1. Фонды оценочных средств для проведения текущего контроля успеваемости и
промежуточной аттестации
7.2. Итоговая государственная аттестация выпускников ООП бакалавриата.
Приложения
2
1. Общие положения
1.1. Основная образовательная программа бакалавриата, реализуемая в ТувГУ по
направлению подготовки 020400 Биология представляет собой систему документов, разработанную
и утвержденную высшим учебным заведением с учетом требований рынка труда на основе
Федерального государственного образовательного стандарта по соответствующему направлению
подготовки высшего профессионального образования (ФГОС ВПО), а также с учетом
рекомендованной примерной образовательной программы.
ООП регламентирует цели, ожидаемые результаты, содержание, условия и технологии
реализации образовательного процесса, оценку качества подготовки выпускника по данному
направлению подготовки и включает в себя: учебный план, рабочие программы учебных курсов,
предметов, дисциплин (модулей) и другие материалы, обеспечивающие качество подготовки
обучающихся, а также программы учебной и производственной практики, календарный учебный
график и методические материалы, обеспечивающие реализацию соответствующей образовательной
технологии.
1.2. Нормативные документы для разработки ООП бакалавриата по направлению
подготовки 020400 Биология
Нормативную правовую базу разработки ООП бакалавриата составляют:
Федеральные законы Российской Федерации: «Об образовании» (от 10 июля 1992
года №3266-1) и «О высшем и послевузовском профессиональном образовании» (от 22
августа 1996 года №125-ФЗ);
Типовое положение об образовательном учреждении высшего профессионального
образования (высшем учебном заведении), утвержденное постановлением Правительства
Российской Федерации от 14 февраля 2008 года № 71 (далее – Типовое положение о вузе);
Федеральный государственный образовательный стандарт (ФГОС) по направлению
подготовки 020400 Биология высшего профессионального образования (ВПО) (бакалавриат),
утвержденный приказом Министерства образования и науки Российской Федерации от
«_4_»_февраля_2010_ г. №_101_
Нормативно-методические документы Минобрнауки России;
Примерная основная образовательная программа (ПООП ВПО) по направлению подготовки,
утвержденная приказом Минобрнауки России от 17 сентября 2009 г. № 337 носит рекомендательный
характер.
Устав ТувГУ.
1.3. Общая характеристика вузовской основной образовательной программы
высшего профессионального образования (бакалавриат) по направлению подготовки
020400 Биология.
1.3.1. Цель (миссия) ООП бакалавриата
ООП бакалавриата по направлению подготовки 020400 Биология имеет своей целью
развитие у студентов личностных качеств, а также формирование общекультурных универсальных
(общенаучных,
социально-личностных,
инструментальных)
и
профессиональных компетенций в соответствии с требованиями ФГОС ВПО по данному
направлению подготовки.
В области воспитания целью ООП бакалавриата по направлению подготовки 020400
Биология является: развитие у студентов личностных качеств, способствующих их
творческой активности, общекультурному росту и социальной мобильности:
целеустремленности, организованности, трудолюбия, ответственности, самостоятельности,
3
гражданственности, приверженности этическим ценностям, толерантности, настойчивости в
достижении цели, выносливости.
В области обучения целью ООП бакалавриата по направлению подготовки 020400
Биология является формирование общекультурных (универсальных): социальноличностных, общенаучных, инструментальных и профессиональных компетенций,
позволяющих выпускнику успешно работать в избранной сфере деятельности и быть
устойчивым на рынке труда.
1.3.2. Срок освоения ООП бакалавриата – 4 года
1.3.3. Трудоемкость ООП бакалавриата
Трудоемкость освоения студентом данной ООП за весь период обучения в соответствии с
ФГОС ВПО по данному направлению составляет 240 зачетных единиц и включает все виды
аудиторной и самостоятельной работы студента, практики и время, отводимое на контроль качества
освоения студентом ООП.
1.4. Требования к абитуриенту
Абитуриент должен иметь документ государственного образца о среднем (полном) общем
образовании или среднем профессиональном образовании.
2. Характеристика профессиональной деятельности
бакалавриата по направлению подготовки 020400 Биология
выпускника
ООП
2.1. Область профессиональной деятельности выпускника
В соответствии с ФГОС ВПО по данному направлению подготовки областью
профессиональной деятельности бакалавра является проведение полевых, лабораторных,
вычислительных, интерпретационных, аппаратурно-методических, производственных и научнопроизводственных работ с целью решения фундаментальных задач изучения, сохранения и
восстановления окружающей природы. В число организаций и учреждений, в которых может
осуществлять профессиональную деятельность выпускник по данному направлению и профилю
подготовки ВПО входят:
–
организации Министерства природных ресурсов Республики Тува, Министерства
лесного хозяйства Республики Тува, Министерства по чрезвычайным ситуациям, Министерство
образования и науки Республики Тува;
–
академические и ведомственные научно-исследовательские организации, связанные с
решением изучения проблем биоразнообразия живой природы;
–
организации, связанные с мониторингом окружающей среды и решением
экологических задач;
–
в зоопарках, заповедниках.
–
учреждения системы высшего и среднего профессионального образования, среднего
общего образования.
2.2. Объекты профессиональной деятельности выпускника
Объектами профессиональной деятельности бакалавров по профилю подготовки Биология в
соответствии с ФГОС ВПО по данному направлению подготовки являются:
биологические системы, изучения явлений наследственности и изменчивости на всех
уровнях организации живого и использованию генетических закономерностей в селекции,
биотехнологии, генетической инженерии, медицине, охране природы и здоровья человека, в
области медико-генетического консультирования, генетического контроля биобезопасности
новых продуктов и производств, природные ресурсы, охрана биоресурсов, управления
природопользованием.
4
2.3. Виды профессиональной деятельности выпускника
В соответствии с ФГОС ВПО по данному направлению подготовки бакалавр с профилем
подготовки Биология подготовлен к следующим видам профессиональной деятельности:
– научно-исследовательская;
– производственно-технологическая;
– организационно-управленческая;
В соответствии с запросами заинтересованных работодателей и сложившимися
традициями научной школы ТувГУ бакалавр с профилем подготовки Биология подготовлен к
педагогической деятельности.
2.4. Задачи профессиональной деятельности выпускника
Бакалавр по направлению подготовки 020400 Биология должен решать следующие
профессиональные задачи в соответствии с видами профессиональной деятельности и
профилем ООП:
а) научно-исследовательская деятельность:
– работа на экспериментальных лабораторных установках, моделях, работа на лабораторном
оборудовании и приборах;
– участие в математическом моделировании биологических объектов;
– участие в комплексной интерпретации полевых биологических материалов;
– составление биологических разделов научно-технических отчетов, пояснительных записок;
– подготовка обзоров, аннотаций, составление рефератов и библиографии по тематике
проводимых биологических исследований;
– участие в работе семинаров, научно-технических конференций, в подготовке публикаций,
составлении заявок на изобретения и открытия.
б) производственно-технологическая деятельность:
– участие в проведении полевых биологических наблюдений и измерений с использованием
современных технических средств;
– участие в эксплуатации полевой биологической аппаратуры и специализированных
биологических комплексов;
– первичная документация полевых биологических данных, первичная обработка полевой
биологической информации с использованием программных средств;
– сбор, обработка, обобщение фондовых биологических и биолого-геофизических данных с
использованием современных методов анализа и вычислительной техники;
– составление карт, разрезов, баз данных и другой установленной отчетности по утвержденным
формам.
в) организационно-управленческая деятельность:
– подготовка полевого биологического оборудования и измерительных приборов;
– участие в организации полевых биологических работ, контроль за соблюдением техники
безопасности.
г) проектная деятельность:
– участие в подготовке сметной документации на проведение полевых биологических работ;
– участие в проектировании полевых и лабораторных биологических работ.
5
3. Компетенции выпускника ООП бакалавриата, формируемые в результате
освоения данной ООП ВПО.
Результаты освоения ООП бакалавриата определяются приобретаемыми выпускником
компетенциями, т.е. его способностью применять знания, умения и личные качества в соответствии с
задачами профессиональной деятельности.
В результате освоения данной ООП бакалавриата выпускник должен иметь следующие
компетенции:
а) общекультурные (ОК) (обязательные для всех профилей подготовки):
- следует этическим и правовым нормам в отношении других людей и в отношении
природы (принципы биоэтики), имеет четкую ценностную ориентацию на сохранение
природы и охрану прав и здоровья человека (ОК-1);
- уважает историческое наследие и культурные традиции своей страны, понимает пути
ее развития, соблюдает ее правовые нормы и конституцию и интересы ее безопасности (ОК2);
- приобретает новые знания и формирует суждения по научным, социальным и другим
проблемам, используя современные образовательные и информационные технологии (ОК-3);
- выстраивает и реализует перспективные линии интеллектуального, культурного,
нравственного, физического и профессионального саморазвития и самосовершенствования
(ОК-4);
- использует нормативные правовые документы в своей деятельности (ОК-5);
- использует в познавательной и профессиональной деятельности базовые знания в
области математики и естественных наук, применяет методы математического анализа и
моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОК-6);
- использует в познавательной и профессиональной деятельности базовые знания в
области гуманитарных и экономических наук (ОК-7);
- проявляет экологическую грамотность и использует базовые знания в области
биологии в жизненных ситуациях; понимает социальную значимость и умеет прогнозировать
последствия своей профессиональной деятельности, готов нести ответственность за свои
решения (ОК-8);
- критически анализирует, переоценивает свой профессиональный и социальный опыт,
при необходимости готов изменить профиль своей профессиональной деятельности (ОК-9);
- демонстрирует способность к письменной и устной коммуникации на родном языке,
навыки культуры социального и делового общения (ОК-10);
- демонстрирует способность к коммуникации и навыки делового общения на
иностранных(ом) языках (ОК-11);
- использует основные технические средства в профессиональной деятельности:
работает на компьютере и в компьютерных сетях, использует универсальные пакеты
прикладных компьютерных программ, создает базы данных на основе ресурсов Internet,
способен работать с информацией в глобальных компьютерных сетях (ОК-12);
- способен использовать базовые знания и навыки управления информацией для
решения исследовательских профессиональных задач, соблюдает основные требования
информационной безопасности, в том числе защиты государственной тайны (ОК-13);
- проявляет творческие качества (ОК-14);
- правильно ставит цели, проявляет настойчивость и выносливость в их достижении
(ОК-15);
- заботится о качестве выполняемой работы (ОК-16);
- понимает и соблюдает нормы здорового образа жизни, владеет средствами
самостоятельного, методически правильного использования методов физического
воспитания и укрепления здоровья, готов к достижению должного уровня физической
6
подготовленности для обеспечения полноценной социальной и профессиональной
деятельности (ОК-17);
- умеет работать самостоятельно и в команде (ОК-18);
- владеет основными методами защиты производственного персонала и населения от
возможных последствий аварий, катастроф, стихийных бедствий (ОК- 19);
б) профессиональные (ПК):
общенаучные:
- демонстрирует базовые представления о разнообразии биологических объектов, понимание
значения биоразнообразия для устойчивости биосферы (ПК-1);
- использует методы наблюдения, описания, идентификации, классификации, культивирования
биологических объектов (ПК-2);
- демонстрирует знание принципов структурной и функциональной организации
биологических объектов и механизмов гомеостатической регуляции; применяет основные
физиологические методы анализа и оценки состояния живых систем (ПК-3);
- демонстрирует знание принципов клеточной организации биологических объектов,
биофизических и биохимических основ, мембранных процессов и молекулярных механизмов
жизнедеятельности (ПК-4);
- применяет современные экспериментальные методы работы с биологическими объектами в
полевых и лабораторных условиях, навыки работы с современной аппаратурой (ПК-5);
- демонстрирует базовые представления об основных закономерностях и современных
достижениях генетики, о геномике, протеомике (ПК-6);
- понимает роли эволюционной идеи в биологическом мировоззрении; имеет современные
представления об основах эволюционной теории, о микро- и макроэволюции (ПК-7);
- имеет базовые представления о закономерностях воспроизведения и индивидуального
развития биологических объектов; использует методы получения и работы с эмбриональными
объектами (ПК-8);
- демонстрирует и применяет базовые представления об основах общей, системной и
прикладной экологии, принципах оптимального природопользования и охраны природы (ПК-9);
- демонстрирует базовые представления об основах биологии человека, профилактике и охране
здоровья и использует их на практике, владеет средствами самостоятельного достижения должного
уровня физической подготовленности (ПК-10);
- демонстрирует современные представления об основах биотехнологии и генной инженерии,
нанобиотехнологии, молекулярного моделирования (ПК-11);
- знает принципы мониторинга, оценки состояния природной среды и охраны живой природы,
участвует в планировании и реализации соответствующих мероприятий (ПК-12);
- оперирует правовыми основами исследовательских работ и законодательства РФ в области
охраны природы и природопользования, соблюдает нормы авторского права (ПК-13);
- умеет вести дискуссию и преподавать (в установленном порядке) основы биологии и экологии
(ПК-14);
научно-исследовательская деятельность:
- способен эксплуатировать современную аппаратуру и оборудование для выполнения научноисследовательских полевых и лабораторных биологических работ (ПК-15);
- применяет на практике приемы составления научно-технических отчетов, обзоров,
7
аналитических карт и пояснительных записок (ПК-16);
- понимает, излагает и критически анализирует получаемую информацию и
представляет результаты полевых и лабораторных биологических исследований (ПК-17);
научно-производственная и проектная деятельность:
- применяет на производстве базовые общепрофессиональные знания теории и методов
современной биологии (ПК-18);
- пользуется современными методами обработки, анализа и синтеза полевой и лабораторной
биологической информации, демонстрирует знание принципов составления научно-технических
проектов и отчетов (ПК-19);
- пользуется нормативными
безопасности работ (ПК-20);
документами,
определяющими
организацию
и
технику
организационно-управленческая деятельность:
- понимает и применяет на практике методы управления в сфере биотехнологии,
природопользования и восстановления и охраны биоресурсов (ПК-21);
педагогическая деятельность:
- использует знания основ психологии и педагогики в преподавании биологии (ПК-22);
- занимается просветительской деятельностью среди населения с целью повышения
уровня биолого-экологической грамотности общества (ПК-23).
4. Документы, регламентирующие содержание и организацию образовательного
процесса при реализации ООП бакалавриата по направлению подготовки 020400 Биология.
В соответствии с п.39 Типового положения о вузе и ФГОС ВПО бакалавриата по
направлению подготовки 020400 Биология и организация образовательного процесса при реализации
данной ООП регламентируется учебным планом бакалавра с учетом его профиля; рабочими
программами учебных курсов, предметов, дисциплин (модулей); материалами, обеспечивающими
качество подготовки и воспитания обучающихся; программами учебных и производственных
практик; годовым календарным учебным графиком, а также методическими материалами,
обеспечивающими реализацию соответствующих образовательных технологий.
4.1. Календарный учебный график
Последовательность реализации ООП ВПО бакалавриата по направлению подготовки 020400
Биология по годам (включая теоретическое обучение, практики, промежуточные и итоговую
аттестации, каникулы) приводится в Приложении 1.
4.2. Учебный план подготовки бакалавра
В учебном плане подготовки бакалавра отображена логическая последовательность освоения
циклов и разделов ООП (дисциплин, модулей, практик), обеспечивающих формирование
компетенций. Указана общая трудоемкость дисциплин, модулей, практик в зачетных единицах, а
также их общая и аудиторная трудоемкость в часах.
В базовых частях учебных циклов указан перечень базовых модулей и дисциплин в
соответствии с требованиями ФГОС ВПО по данному направлению подготовки. В вариативных
частях учебных циклов указан самостоятельно сформированный вузом перечень и
последовательность модулей и дисциплин, при этом учтены рекомендации ПООП ВПО бакалавриата
по направлению подготовки Биология.
Дисциплины по выбору обучающихся составляют не менее одной трети вариативной части
суммарно по всем трем учебным циклам ООП.
Для каждой дисциплины, модуля, практики в учебном плане указаны виды учебной работы и
формы промежуточной аттестации (Приложение 2).
8
4.3. Рабочие программы учебных курсов, предметов, дисциплин (модулей)
В Приложении 3 приводятся образцы рабочих программ учебного курса «Общая биология»,
входящего в базовую часть Математического и естественнонаучного цикла и курса «Б», «Теория
эволюции» входящего базовую часть Профессионального цикла.
4.4. Программы учебной и производственной практик.
В соответствии с ФГОС ВПО по направлению подготовки 020400 Биология раздел основной
образовательной программы бакалавриата «Учебная и производственная практики» является
обязательным и представляет собой вид учебных занятий, непосредственно ориентированных на
профессионально-практическую подготовку обучающихся. Практики закрепляют знания и умения,
приобретаемые обучающимися в результате освоения теоретических курсов, вырабатывают
практические навыки и способствуют комплексному формированию общекультурных и
профессиональных компетенций обучающихся.
Разделом учебной практики может являться научно-исследовательская работа обучающихся.
4.4.1. Программы учебных практик.
При реализации данной ООП предусматриваются следующие виды учебных практик.
Базовые учебные общебиологические практики:
Первые учебные практики по ботанике и зоологии проводятся на учебном полигоне
Буревестник естественно-географического факультета ТувГУ, соответственно после I курса.
Профильные учебные практики:
2-я профильная биологическая практика по систематике растений и животных
проводится там же после 2 курса;
3-я профильная биологическая практика по экологии проводится на Буревестнике после
III курса.
Цели и задачи 1-й и 2-й учебных и профильных биологических практик направлены на
закрепление теоретического обучения биологическим дисциплинам, на приобретение навыков
полевой работы, на формирование элементов общенаучных, социально-личностных и
профессиональных биологических компетенций.
Задачами 1-й и 2-й биологических практик является приобретение навыков полевых
биологических работ, эксплуатации биологической аппаратуры, а также приобретение умений
в области обработки и интерпретации биологической информации. За время практики
обучающийся приобретает как общекультурные (социально-личностные и инструментальные)
компетенции, так и общепрофессиональные и профессионально-специализированные
компетенции, необходимые для практической работы бакалавра по направлению подготовки
Биология (профиль Биология).
К проведению учебных биологических практик привлекается профессорскопреподавательский состав кафедр общей биологии, экологии и зоологии естественногеографического факультета ТувГУ. В проведении биологических практик участвуют 4
профессора, 5 доцентов, 4 преподавателей. Полигон биологических практик обеспечен полевым
и лабораторным снаряжением, биологическим оборудованием, имеет специальные
камеральные помещения для обработки полевой информации, помещения для проживания
студентов.
Образцы программ учебных биологических практик даны в Приложении 4.
4.4.2. Программа производственной практики.
Производственная практика бакалавра по направлению подготовки 020400 Биология,
осуществляется на биологических предприятиях и фирмах, ведущих полевые,
производственные и научно-производственные биологические работы; в учреждениях и
9
организациях, ведущих обработку и интерпретацию полевых материалов, решающих
теоретические и практические задачи биологических исследований.
Образец программы профильной биологической практики приводится в Приложении 5.
4.4.3. Программа научно-исследовательской работы.
Одним из видов производственной практики бакалавра по направлению подготовки
Биология (профиль Биология) может являться научно-исследовательская работа. Научноисследовательская работа (НИР), как правило, имеет теоретический, методический или
вычислительный характер и выполняется студентом-биологом на выпускающей кафедре под
руководством профессора или доцента. НИР может включать изучение специальной
литературы и другой биологической информации, включая достижения отечественной и
зарубежной науки и техники в области биологии и биологических методов исследований;
участие в проведении выполняемых на кафедре научных исследований;
сбор, обработку, анализ и систематизацию биологической информации по теме выпускной
квалификационной работы;
составление разделов отчета по теме научных исследований, выполняемых на
выпускающей кафедре;
выступление с докладом на студенческой, внутривузовской или региональной
научной конференции.
5. Фактическое ресурсное обеспечение ООП бакалавриата по направлению
подготовки 020400 Биология на естественно-географическом факультете ТувГУ
Фактическое ресурсное обеспечение данной ООП формируется на основе требований к
условиям реализации основных образовательных программ бакалавриата, определяемых ФГОС ВПО
по направлению подготовки Биология с учетом рекомендаций соответствующей ПООП ВПО.
В соответствии с профилем данной основной образовательной программы к обучению привлекаются
педагогические кадры 38 штатных единиц; из них 6 (13,2 %) докторов наук и/или профессоров; 22
(57,9 %) кандидатов наук и/или доцентов; 9 (23,7 %) кандидатов наук и/или старших преподавателей.
На трех выпускающих кафедрах: общей биологии, экологии и зоологии, анатомии, физиологии и
безопасности жизнедеятельности учебный процесс по данной ООП ведут 29 преподавателей. Среди
них 17,2 % докторов наук, профессоров, 28,6 % кандидатов наук, доцентов, 36,9 % кандидатов наук,
старшие преподаватели. К преподаванию учебных дисциплин по гуманитарному, социальному и
экономическому циклу привлекается 1 доктор, профессор, 13 кандидатов наук;
по циклу
математических и естественнонаучных дисциплин занятия ведут 11 человек, среди них 9 человек с
учеными степенями и званиями (81,8 %), 1 доктор, профессор и 1 старший преподаватель по 9.1 %.
Освоение данной ООП полностью обеспечено учебниками и учебными пособиями по дисциплинам
(модулям дисциплин) всех учебных циклов и практик.
Обучающиеся могут пользоваться коллекцией образцов высших и низших
беспозвоночных, муляжами позвоночных и музеями, учебным
компьютерным
специализированными учебными компьютерными программами и ресурсами Интернет.
растений,
классом,
Для каждого студента обеспечен доступ к библиотечному фонду ТувГУ, включающим
монографии, ведущие отечественные и зарубежные научные журналы по основным разделам биологии в
соответствии с требованиями ФГОС ВПО по направлению подготовки 020400 Биология.
Студенты имеют возможность оперативно обмениваться информацией с отечественными вузами,
предприятиями и организациями, в т.ч. участвующими в учебном процессе по освоению данной ООП.
Материально-техническое обеспечение учебного процесса предусматривает проведение всех
видов лабораторной, дисциплинарной и междисциплинарной подготовки, практической и научноисследовательской работы студентов, в соответствии с утвержденным учебным планом.
10
Для проведения учебных практик естественно-географический факультет ТувГУ располагает
специализированными базами общебиологических и профильных биологических практик: база
Буревестник на озеро Чагытай Тандынского района и в 15 км от г. Кызыла учебно-научный центр
«Агробиостанция». Базы учебных биологических практик оборудованы помещениями для
проживания и работы студентов и преподавателей, располагают полевым оборудованием, приборами
для проведения и обработке данных полевых наблюдений.Лаборатории (генетики, гербарий,
физиологии человека, экологии, органической химии, общей химии, биохимии, химической
технологии)
ествественно-географического
факультета
ТувГУ
оснащены
современными
биологическими оптико-увеличительными приборами и оборудованием, коллекциями растений и
животных, влажными препаратами, химическими реактивами. Для проведения различного рода
анализов, экспериментов имеют электронные весы, фотоэлектроколориметры, сушильный шкаф,
автоклав, центрифуга, энцефалографы, кариографы, спирографы, пульсометры др.
Для проведения производственных, учебных, полевых практик также заключены договоры с
различными предприятиями г. Кызыла и кожуунами Республики Тыва.
6. Характеристика среды вуза, обеспечивающей развитие общекультурных
(социально-личностных) компетенций выпускников.
Социокультурная среда Тувинского государственного университета имеет гуманистическую
направленность и соответствует требованиям цивилизованного общества к условиям обучения и
жизнедеятельности студентов в вузах, принципам гуманизации российского общества,
гуманитаризации высшего образования и компетентностной модели современного специалиста
высшей квалификации. В целом она обеспечивает благоприятные условия и комфортность для
удовлетворения профессиональных, учебных, культурных, бытовых и досуговых потребностей
студентов и преподавателей. Ее функционирование основано на неразрывной связи учебно-научного,
учебно-воспитательного и внеучебного социокультурного процессов.
Воспитательная работа в ТувГУ строится на основе: Законов Российской Федерации и
Федеральных программ, документов университетского уровня – Концепции воспитательной работы,
Программы развития воспитательной работы, координационного плана работы на учебный год.
Пакет внутренних документов, регламентирующих воспитательную работу в ТувГУ, включает
в себя: разные положения и программы работы со студентами по разным направлениям деятельности,
а также различные локальные акты и методические рекомендации по организации и проведению
воспитательной работы со студентами.
В Концепции воспитательной работы определены основные направления развития, реализация
которых призвана создать воспитывающую среду, что было и остается важной задачей Программы
развития университета в ближайшей перспективе.
В университете созданы условия для развития личности студентов и преподавателей,
прилагаются усилия для культивирования социально-культурных процессов, способствующих
укреплению нравственных, гражданственных, общекультурных качеств в коллективе. В качестве
модели воспитывающей среды выбрано развитие традиционной народной культуры, которая является
средством патриотического воспитания, формирования культуры межнациональных отношений и
согласия в студенческой среде.
Приоритетной целью воспитания студентов в университете является, с одной стороны, создание
условий для становления и формирования культурной личности, обладающей высоким уровнем
социальной компетенции, ответственности, гражданской позицией и толерантностью, а с другой
стороны, ее подготовка к самостоятельному проектированию профессионального и личностного
развития, творческому, позитивному отношению к работе и миру в целом.
Студенты не просто регулярно посещают мероприятия для них: спектакли, выставки,
экскурсии, конкурсы, но и получают возможность самим организовывать и участвовать в различных
культурно-массовых и творческих проектах: танцевальном - «Танцуй, пока молодой!», в работе
11
театральной студии «Догээ», газеты «Тувинский университет», школы КВН «Молодежь.ru»,
дискуссионного клуба «Аспект», вокальной студии «Дынгылдай» и др. Международный проект
«Крепость «Пор-Бажын», инициированный в 2007 году нашим земляком, Министром МЧС России
С.К. Шойгу, сыграл важную роль в объединении студентов ТувГУ, повышении их интереса к
истории родного края, России, смотивировал студентов на дальнейшую творческую активность и
активную гражданскую позицию.
Помимо проведения целого ряда традиционных мероприятий, отдел по внеучебной работе
постоянно ищет новые формы, отвечающие и по форме и по содержанию представлениям
современных студентов. Есть успешный опыт проведения Фестиваля национальных культур
«Евразия», посвященного Дню народного единства. В такой многонациональной республике как
Тува, вопросы формирования толерантности, возрождения традиций интернационализма имеют
исключительное значение.
Созданы условия для занятий творчеством и художественной самодеятельностью в рамках
театральной студии «Догээ», где студенты приобщаются к лучшим образцам отечественной и
зарубежной театральной классики, овладевают ораторским искусством, основами художественного
чтения, учатся работать коллективно. На занятиях в танцевальной студии «Депо», которая
существует с 2004 года, студенты учатся уважительно и бережно относиться к историческому
наследию России и Тувы и культурным традициям нашего многонационального народа. Школа КВН
«Молодежь.ru» существует с 2008 года и представляет собой организованное движение КВН в вузе,
формирующее у его многочисленных участников целеустремленность, умение работать
дисциплинированное, выступать перед аудиторией, работать в коллективе, проявлять находчивость и
умение нестандартно мыслить. Вокальная студия «Дынгылдай», работающая 16 лет, дает
возможность талантливым студентам, кроме реализации своих дарований уметь толерантно
воспринимать социальные, этно-национальные, религиозные и культурные различия разных народов.
Дискуссионный клуб «Аспект» созданный осенью 2008 года работает на базе Центра
информационной культуры «Дружба» и обеспечивает выработку у студентов способности
анализировать социально-значимые проблемы и процессы, а также логически верно,
аргументировано и ясно строить устную и письменную речь.
В университете развита система студенческого самоуправления как особая форма
инициативной, самостоятельной общественной деятельности студентов, направленная на решение
наиболее важных вопросов жизни студенческой молодежи, развитие ее социальной активности,
поддержку социальных инициатив. Студенческое самоуправление представляет собой сложившуюся
иерархическую структуру и является органичной частью университетского образовательновоспитательного пространства.
Включает в себя: Студенческий совет университета - возглавляемый Малым ректором, а на
факультетах - малыми деканами, общеуниверситетский старостат, студпрофком, Совет общежитий,
Студенческое научное общество. Самоуправление существует с самого основания университета и не
раз доказало эффективность своей работы. Как правило, инициируя и координируя проведение
культурно-массовых мероприятий, студенты проходят школу самоорганизации, получают серьезный
опыт принятия управленческих решений.
В 2009 году в университете создан многопрофильный Центр здоровья, включающий в себя:
санаторий-профилакторий, спортивный клуб, психологическую службу. В Центре здоровья создан
Спортивный клуб университета, который активно пропагандирует здоровый образ жизни, курирует
работу спортивных секций, организует спортивно-оздоровительную работу. В 2010 году открыт
общеуниверситетский Музей истории и материальной культуры народов Центральной Азии,
включающий, в том числе, экспозиции по истории университета и вкладе его ученых в развитие
науки, техники и педагогики Тувы и России. На факультетах имеются филиалы.
12
7. Нормативно-методическое обеспечение системы оценки качества освоения
обучающимися ООП бакалавриата по направлению подготовки 020400 Биология.
В соответствии с ФГОС ВПО бакалавриата по направлению подготовки Биология и Типовым
положением о вузе оценка качества освоения обучающимися основных образовательных программ
включает текущий контроль успеваемости, промежуточную и итоговую государственную аттестацию
обучающихся.
Нормативно-методическое обеспечение текущего контроля успеваемости и промежуточной
аттестации обучающихся по данной ООП бакалавриата осуществляется в соответствии с Типовым
положением о вузе.
7.1. Фонды оценочных средств для проведения текущего контроля успеваемости
и промежуточной аттестации.
В соответствии с требованиями ФГОС ВПО по данному направлению подготовки для
аттестации обучающихся на соответствие их персональных достижений поэтапным
требованиям соответствующей ООП биологическим факультетом ТувГУ разработаны фонды
оценочных средств для проведения текущего контроля успеваемости и промежуточной
аттестации. Фонды включают: контрольные вопросы и типовые задания для практических
занятий, лабораторных и контрольных работ, коллоквиумов, зачетов и экзаменов; тесты и
компьютерные тестирующие программы; примерную тематику курсовых работ, рефератов.
Указанные формы оценочных средств позволяют оценить степень сформированности
компетенций обучающихся.
Образцы фондов оценочных средств для проведения текущего контроля успеваемости и
промежуточной аттестации приводятся в Приложении 6.
7.2. Итоговая государственная аттестация выпускников ООП бакалавриата
Итоговая аттестация выпускника высшего учебного заведения является обязательной
и осуществляется после освоения ООП бакалавриата по направлению 020400 Биология в
полном объеме.
Итоговая государственная аттестация (ИГА) включает защиту бакалаврской выпускной
квалификационной работы (ВКР).
По решению Ученого совета естественно-географического факультета ТувГУ в состав ИГА
входит Государственный экзамен.
На основе Положения об итоговой государственной аттестации, утвержденного
Минобрнауки России, требований ФГОС ВПО и рекомендаций ПООП ВПО по направлению
подготовки Биология, естественно-географическим факультетом ТувГУ разработаны и
утверждены соответствующие нормативные и методические документы, регламентирующие
поведение ИГА. Эти нормативные материалы содержат требования к содержанию, объему и
структуре выпускных квалификационных работ, а также вопросы государственного экзамена
(Приложение 7).
13
4
1-7 дек
8-14 дек
15-21 дек
22-28 дек
29 дек - 4 янв
5-11 янв
12-18 янв
19-25 янв
26 янв - 1 фев
2-8 фев
9-15 фев
16-22 фев
23 фев - 1 мар
2-8 мар
9-15 мар
16-22 мар
23-29 мар
30 мар - 5 апр
6-12 апр
13-19 апр
20-26 апр
27 апр - 3 май
4-10 май
11-17 май
18-24 май
25-31 май
1-7 июн
8-14 июн
15-21 июн
22-28 июн
29 июн - 5 июл
6-12 июл
13-19 июл
20-26 июл
27 июл -2 авг
3-9 авг
10-16 авг
17-23 авг
24-30 авг
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
44
45
46
47
48
49
50
51
52
_________
Тувинский государственный университет
___"________20__ г.
Естественно-географический факультет
№__
Направление подготовки Биология
Сентябрь
Октябрь
п п п п
Ноябрь
Декабрь
Январь
э к к
Февраль
Март
п п п
Апрель
Май
40
41
42
43
1-7 сен
8-14 сен
15-21 сен
22-28 сен
29 сен - 5 окт
6-12 окт
13-19 окт
20-26 окт
27 окт - 02 ноя
3-9 ноя
10-16 ноя
17-23 ноя
24 ноя - 30 ноя
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Курсы
Утверждаю
Приложение 1
020400.62.
бакалавр биологии
График учебного процесса
Июнь
1
к э э к
2
к э э к
у
3
к э э к
у у у у
у
Июль
Август
э э у у у у к к к к к
э э п п п п к к к к к
э э п п п к к к к к
э г г д д к к к к к к к
Обозначения:  - теоретическое обучение, Э – экзаменационные сессии, У – учебные практики, П – производственные практики, А – итоговая аттестация,
выпускные экзамены, К – каникулы.
14
Приложение 1.2.
II. СВОДНЫЕ ДАННЫЕ ПО БЮДЖЕТУ ВРЕМЕНИ (в неделях)
КУРСЫ
Теоретич. Экзамен.
обучение сессия
Учебные
практики
I
36
4
5
II
36
4
III
34
4
IV
30
2
ИТОГО
136
14
1
6
Другие
практика
Итоговая гос.
Каникулы ВСЕГО
аттестация
7
52
5
7
52
6
7
52
7
4
9
52
18
4
30
208
15
Приложение 2
Учебный план подготовки бакалавра
«Утверждаю»:
Министерство образования и науки Российской
Федерации
Тувинский
государственный
университет
Естественно-географический факультет
Ректор
____________________________
«_____»__________________200 г.
Учебный план
Направление подготовки 020400 Биология
Квалификация (степень) выпускника
Бакалавр
Нормативный срок обучения
4 года
Распределение по курсам и семестрам
№
Название дисциплины
Общая
1 курс
2 курс
3 курс
трудоемкость
1
3
5
в
недели
2
4
6
4 курс
Вид
7
учебной
работ
ы
8
в а.ч.
ЗЕТ
1
2
3
4
18
18
18
18
18
16
13
17
5
6
7
8
9
10
11
12
Б.1. Гуманитарный, социальный и экономический цикл.
Базовая часть
Б1.Б.1
Философия
3
108
Б1.Б.2
История
4
144
3
Б1.Б.3
Иностранный язык
7
252
2
Б1.Б.4
Психология и педагогика
2
72
2
Б1.Б.5
Экономика
2
72
Б1. Б.6
Право, правововые основы охраны
природы и природопользования
2
72
3
2
13
2
2
аттестации
14
Л, П
зачет
Л, П
экзамен
Л, П
2
Формы
промежут.
Зачет, экзамен
Л, П
зачет
Л, П
зачет
Л, П
зачет
Вариативная часть
Б1.В.1
Культурология
2
72
Б1.В.2
Социология межэтническ. отношений
2
72
Б1.В.3
Политология
2
72
Б1.В.4
Русский язык и культура речи
2
72
Б1.В.5
Соц. экология и охрана природы
4
144
Б1ДВ
Дисциплины по выбору
6
216
Всего по циклу:
38
1368
2
2
2
2
3
6
Л, П
зачет
Л, П
зачет
Л, П
зачет
Л, П
контр
Л, П
экзамен
Л, П
Контр раб
16
Б.2. Математический и естественнонаучный цикл.
Базовая часть
Б2.Б.1
Матем. и матем. методы в биологии
5
180
Б2.
Б.2.
Информатика и совр. инф. технол.
4
144
Б2.Б.3
Физика
4
144
1
Б2.Б.4
Химия
4
144
3
Б.2.Б.5
.
Науки о земле
Б2.Б.5.
1
Геология
2
72
Б2.Б.5.
2
География
2
72
Б2.Б.5.
3
Почвоведение
4
144
Б2.Б.6
Общая биология
2
72
Б2.Б.7
Статистич. методы в биологии
2
72
Л, П
4
Л, П
3
2
экзамен
экзамен
Л, П
экзамен
Л, П
экзамен
Л, П
Л, П
2
Л, П
2
Л, П
3
2
2
зачет
зачет
экзамен
Л, П
зачет
Л, П
зачет
Вариативная часть
Б2.В.1
Современные образов. техн. в биол.
2
72
Б2.В.2
Учение о биосфере
4
144
Б.2.В.3
Совр. методы физиолог. исследований
2
72
Б2.В.4
Совр. методы биологических исслед.
4
144
Б2.В.5
Совр. методы экологич. исследований
2
72
Б2.В.6
Биогеография
4
144
Б2.ДВ
Дисциплины по выбору
8
288
Всего по циклу
55
1980
3
экзамен
Л, П
зачет
3
Л, П
экзамен
2
Л, П
зачет
Л, П
экзамен
Л, П
зачет
2
3
3
зачет
Л, П
3
2
П
3
Б. 3. Профессиональный цикл
Б.3Б.1
Науки о биологическом многообразии
Б3Б1.1
Микробиология и вирусология
2
72
Б3Б1.2
Ботаника
6
216
Б3Б1.3
Зоология
6
216
Б.3Б.2
Физиология
Б3Б2.1
Физиология растений
2
72
Б3Б2.2
Физиология человека и животных
2
72
Б3Б2.3
Физиология ВНД
2
72
Б3Б2.4
Иммунология
2
72
Б.2.Б.3
Биология клетки
2
Л, Лб
зачет
2
3
Л, Лб
экзамен
2
3
Л, Лб
экзамен
Л, Лб
зачет
Л, Лб
зачет
Л, Лб
зачет
Л, Лб
зачет
Л, Лб
зачет
Л, Лб
зачет
2
2
2
2
17
Б3.Б.3.
Цитология
2
72
Б3Б3.2
Гистология
2
72
Б3Б3.3
Биофизика
2
72
Б3.Б.3.
Биохимия
2
72
Б3.Б.3.
Молекулярная биология
2
72
Б.3.Б.4
Генетика и эволюция
Б3.Б.4.
Биология размножения и развития
2
72
Б3.Б.4.
Генетика и селекция
4
144
Б3.Б.4.
Теория эволюции
4
144
Б3.Б.5.
Экология
2
72
Б.3.Б.6
Биология человека
2
72
Б.3.Б.7
Введение в биотехнологию
2
72
Б.3.Б.8
Основы биоэтики
2
72
Б3.Б.9
Безопасность жизнедеятельности
2
72
2
2
2
2
2
3
3
3
2
2
2
2
2
Л, Лб
зачет
Л, Лб
зачет
Л, Лб
Контр раб
Л, Лб
зачет
Л, Лб
зачет
Л, Лб
Контр раб
Л, Лб
экзамен
Л, Лб
экзамен
Л, Лб
зачет
Л, Лб
зачет
Л, Лб
зачет
Л, Лб
зачет
Л, Лб
зачет
Л, Лб
зачет
Вариативная часть
Б3.В.1
Физиол. и биохимия адаптации раст.
2
72
Б3.В.2
Большой практикум по биологии
4
144
2
1
Л, Лб
Экзамен, контр
Б3.В.3
Большой практикум по физиологии
4
144
2
2
Л, Лб
экзамен
Б3.В.4
Большой практикум по зоологии
4
144
Л, Лб
экзамен
Б3.В.5
Экология растений
4
144
Л, Лб
экзамен
Б3.В.6
Генетика популяций
2
72
2
Л, Лб
зачет
Б3.В.7
Экологический мониторинг
2
72
2
Л, Лб
экзамен
Б.3.В.8
Систематика растений
6
216
2
Л, Лб
зачет
Б3.В.9
Систематика животных
6
216
Л, Лб
зачет
Дисциплины по выбору
16
576
Л, Лб
зачет, конт раб
4.Б.1
Физическая культура
2
400
Б.5.
Учебные
практики
Учебная практика ботанике
4.5
162
4,5
Л, С,Э
зачет
Учебная практика по зоологии
3
108
3
Л, С,Э
зачет
Учебная практика по экологии
1.5
54
1,5
Л, С,Э
зачет
и
2
3
3
2
3
0,5
2
2
5
производственные
18
Учебная практика
растений
по
физиологии
4.5
162
Практика по систематике растений
3
108
Практика по систематике животных
4.5
162
Практика по экологии
1,5
54
Практика по физиологии растений
4,5
324
Практика по физиологии животных
1,5
54
Практика по физиологии человека
1,5
54
Практика по генетике и биотехнологии
3
108
Практика по микробиологии
3
108
Л, С
зачет
3
Л, С,Э
зачет
4,5
С,Э
зачет
С,Э
зачет
Л, С,Э
зачет
1,5
С,Э
зачет
1,5
С,Э
зачет
С,Э
зачет
С,Э
зачет
4,5
Профильные практики
Б.6.
Итоговая
аттестация
1,5
4,5
3
3
государственная
Государственный экзамен
2
2
Защита бакалаврской ВКР
4
4
Общая
трудоемкость
основной
образовательной программы
240
8640
Условные обозначения: Л – лекции, С – семинары, ЛБ – лабораторно-практические занятия, Э - экскурсии
Примечания:
1) Настоящий учебный план составлен в соответствии с федеральным государственным
образовательным стандартом (ФГОС) высшего профессионального образования и с учетом
рекомендаций примерной основной образовательной программой (ПООП ВПО) по направлению
подготовки 020400 Биология.
2) Курсовые работы, текущая и промежуточная аттестации (зачеты и экзамены)
рассматриваются как вид учебной работы по дисциплине (модулю) и выполняются в пределах
трудоемкости, отводимой на ее изучение.
3) В соответствии с Типовым положением о вузе к видам учебной работы отнесены:
лекции, консультации, семинары, практические занятия, лабораторные работы, контрольные
работы, коллоквиумы, самостоятельные работы, научно-исследовательская работа, практики,
курсовое проектирование (курсовая работа). Высшее учебное заведение может устанавливать
другие виды учебных занятий.
19
Приложение 3.
Образцы рабочих программ дисциплин ООП бакалавриата
по направлению подготовки 020400 Биология
1. Рабочая программа дисциплины: Учение о биосфере
2. Рабочая программа дисциплины: Теория эволюции
20
Приложение 3.1.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ТУВИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ЕСТЕСТВЕННО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
КАФЕДРА ОБЩЕЙ БИОЛОГИИ
Утверждено на заседании кафедры
протокол № 4 от «26»_декабря 2010 г.
Зав. кафедрой общей биологии_____________
к.б.н., Назын Ч.Д.
Рабочая программа дисциплины (модуля)
Учение о биосфере
_______________________________________
(Наименование дисциплины)
Направление подготовки
______________020400. 62. Биология____________
Квалификация (степень) выпускника
Бакалавр
Форма обучения
____________________очная_______________
Кызыл 2010
21
1. Цели освоения дисциплины
Целями освоения дисциплины формирование у студентов в процессе обучения
представлений о происхождении и строении Земли, роли живого в эволюции Земли и
взаимосвязи процессов, происходящих в биосфере.
2. Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата
Дисциплина входит в вариативную часть математического и естественнонаучного цикла
(Б.2.В.2.). К исходным знаниям, необходимым для изучения дисциплины «Учение о биосфере»,
относятся знания в области геологии, химии, физики, истории, почвоведения.
3. Компетенция обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование и развитие специальных компетенций:
- следует этическим и правовым нормам в отношении других людей и в отношении
природы (принципы биоэтики), имеет четкую ценностную ориентацию на сохранение
природы и охрану прав и здоровья человека (ОК-1);
- использует в познавательной и профессиональной деятельности базовые знания в области
математики и естественных наук, применяет методы математического анализа и моделирования,
теоретического и экспериментального исследования (ОК-6);
- знает принципы мониторинга, оценки состояния природной среды и охраны живой
природы, участвует в планировании и реализации соответствующих мероприятий (ПК-12);
В результате изучения дисциплины студент должен:
знать:
- происхождение, строение, эволюцию Солнечной системы, Земли и
биосферы,
- строение географической оболочки, ее структуру и динамику, закономерности эволюции,
природные ландшафты.
- основные составляющие энергетического баланса биосферы;
- основные факторы, определяющие устойчивость биосферы,
- о геохимической роли живого вещества, как биотической компоненты биосферы,
уметь:
- описать биогеохимические процессы в биосферных циклах важнейших химических элементов;
- предсказать возможные изменения биосферы в будущем.
владеть:
- основными навыками расчета энергетического и радиационного балансов биосферы Земли,
- теоретическими основами дисциплины.
4. Структура и содержание дисциплины
Курс состоит из лекций и лабораторных работ,
Аудиторная нагрузка – 54 часов,
из них: лекции – 18 часов,
лабораторные работы – 36 часов;
самостоятельная работа студентов – 54 часа.
Форма контроля знаний: 4 семестр – экзамен.
Общая трудоемкость дисциплины составляет __4___ зачетных единиц, __144__ часов.
22
Структура и содержание дисциплины
Виды учебной работы, включая
самостоятельную
работу
студентов и трудоемкость (в
часах)
Формы текущего
контроля
успеваемости
(по нед.семест.)
Неделя семестра
Раздел дисциплины
Семестр
№
п/п
4
1 (1,2)
12
2
4
6
Рефераты
В.И. 4
2 (3,4)
10
2
4
4
Контрольная
работа
3.
Биосфера и границы жизни. 4
Человек в биосфере.
3 (5-7)
16
2
6
8
Доклады
4.
Вещество биосферы.
4
4 (8,9)
10
2
4
4
Схемы, рисунки
5.
Основные
биосфере
в 4
5
(10,11)
10
2
4
4
6.
Биогеохимические
4
круговороты
вещества
и
потоки энергии как основной
механизм
устойчивости
биосферы.
6
(12,13)
16
2
4
10
Коллоквиум
7.
Проблема
биосферы
7 (14,
15)
12
2
4
6
Рефераты
8.
Учение о ноосфере
Вернадского.
8 (16)
6
2
2
2
Контрольная
работа
9.
Концепции
устойчивого 4
развития биосферы
9 (17,
18)
16
2
4
10
Рефераты
1.
Общие сведения о Земле.
2.
Учение о биосфере
Вернадского.
виды
энергии
загрязнения 4
ИТОГО
В.И. 4
144
всего
(час)
108
лек
лабор
ций
18
сам.
раб
36
54
Экзамен
Примечание: () – неделя лабораторно-практических занятий
5. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации
по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной
работы студентов
Вопросы зачета:
1.
Основные уровни организации живой материи и их общая характеристика.
2.
Биосферная роль бактерий, растений, животных и грибов.
3.
Горизонтальная и вертикальная зональность Мирового океана. Абиотические факторы,
определяющие распределение живого вещества в океане.
4.
Две основные экологические зоны Мирового океана, с которыми связана вертикальная
зональность распределения гидробионтов.
5.
Три основные экологические группы Мирового океана: планктон, нектон и бенталь.
6.
Круговорот жизни в Мировом океане.
7.
Биомасса и биопродуктивность Мирового океана.
8.
Жизнь морской поверхности
9.
Прибрежная зона Мирового океана
23
10.
Открытый океан
11.
Глубоководные районы
12.
Экологические факторы, определяющие распределение живого вещества на материках.
13.
Горизонтальная и вертикальная зональность распределения живого вещества на материках.
14.
Классификация растений по отношению к влаге, свету, кислотности.
15.
Основные жизненные формы растений
16.
Биологическая продуктивность основных фитоценозов земного шара
17.
Вертикальная зональность сообществ живых организмов.
18.
Пресноводные экосистемы.
19.
Биоразнообразие как определяющий фактор устойчивости биогеохимических циклов
вещества и энергии в биосфере.
20.
Основные источники радиационного и теплового режима атмосферы Земли.
21.
Естественная радиоактивность материала Земли. Чем она обусловлена и каково ее
влияние на биосферу Земли?
22.
Схема распределение солнечной энергии в пределах биосферы Земли.
23.
Парниковый эффект, принцип действия и источники его возникновения.
24.
Основные уравнения радиационного и энергетического баланса.
25.
Глобальный круговорот вещества. Основные источники энергии движения и
перераспределения вещества биосферы.
26.
Большой и малый круговороты воды в биосфере. Источники прихода и расхода вод
земного шара.
27.
Биогеохимический круговорот вещества и его отличие от глобального круговорота
вещества.
28.
Роль продуцентов, консументов и редуцентов в
биогеохимическом круговороте
вещества.
29.
Круговорот наиболее типичных биофильных (углерод, кислород, азот, сера, фосфор,
кальций) элементов в биосфере.
30.
Основные закономерности в биосфере. Законы целостности географической оболочки
земли, ритмичности, зональности и азональности, Периодический закон географической
зональности, полярной асимметрии
31.
Последовательность событий химической эволюции жизни.
32.
Последовательность событий биологической эволюции и главные переломные моменты
в эволюции органического мира.
33.
Важнейшие закономерности эволюции органического мира.
34.
Три главных этапа эволюции биосферы Земли.
35.
Глобальные экологические проблемы
36.
Ноосфера – сфера разума. Техносфера. Переход биосферы в ноосферу.
37.
Глобальные прогнозы будущего биосферы.
Примерные темы рефератов:
1. «Учение о биосфере» В.И. Вернадского как закономерный этап развития наук XX века.
2. Предпосылки и истоки учения В.И. Вернадского о биосфере и ноосфере.
3. Живое вещество как совокупность всех организмов.
4. Границы биосферы.
5. Космос и биосфера.
6. Человек в биосфере.
7. Вещество биосферы.
8. Биогеохимические функции живого вещества и деятельность живых организмов.
9. Понятие о биогенной миграции.
10. Биогеохимические круговороты вещества и потоки энергии как основной механизм
поддержания организованности и устойчивости биосферы.
11. Круговорот воды в биосфере.
12. Происхождение и запасы воды на Земле.
13. Круговорот углерода.
14. Круговорот кислорода.
15. Круговорот азота.
24
16. Круговорот фосфора.
17. Круговорот серы.
18. Фотохимические процессы и климат планеты.
19. Экологические последствия физического, химического и биологического загрязнения экосистем.
20. Технологии производства экологически чистой продукции.
21.Основные виды энергии в биосфере
22. Две формы энергии Жизни. Понятие свободной энергии живого вещества.
23. Механизмы фотосинтеза и хемосинтеза.
24. Источники и потоки энергии в биологических системах
25. Производство энергии человеком как процесс в биосфере, основные источники
энергии, эффективность использования энергии.
26. Концепция В.И. Вернадского о ноосфере как планетарной организации, являющейся
закономерной частью космической организованности.
27. Пространственная и временная организации биосферы.
28. Экоинформатика и алгоритмический подход к информации в биологических системах.
29. Механизмы самовоспроизводства живых систем на разных уровнях системной организованности.
30. Организация биосферы и космос.
31. Пространственная организация биосферы.
32. Распространение живого вещества в биосфере и его влияние на свойства основных
компонентов географической оболочки.
33. Границы биосферы. Поле устойчивости и поле существования жизни.
34. Структура биосферы на термодинамическом уровне.
35. Представление о биогеоценотическом покрове Земли.
36. Естественные факторы глобальных воздействий на биосферу.
37. Биогеохимическая деятельность человека и ее геологическая роль.
38. Масштабы воздействия человека на биосферу.
39. Локальное и глобальное изменения природной организованности биосферы.
40. Концепции ноосферы Э. Леруа, П. Тейяра де Шардена и Вернадского В.И. Черты
сходства и различия.
41. Материальность процесса перехода биосферы в ноосферу. Историческая неизбежность
трансформации биосферы в ноосферу.
42. Экологическая оценка природной среды и возможных антропогенных последствий в
целях оптимизации биосферы.
43. Продуктивности биосферы, первичная и вторичная продукция, трофические цепи и
пирамиды
44. Производство продуктов питания как процесс в биосфере.
45. Пути повышения продуктивности биосферы.
46. Сверхинтенсивная эксплуатация и ограниченность природных ресурсов биосферы.
47.Техногенное воздействие на биосферу.
48. Проблемы и пути сохранения биоразнообразия и экологически обоснованного
неистощительного устойчивого развития.
49. Влияние деятельности человека на глобальные процессы и климат биосферы.
50. Концепция устойчивого развития.
Обзор рекомендованной литературы
Основные понятия учения В.И. Вернадского о биосфере даны в ряде его работ. В работе
«Биосфера» представлены основы учения о биосфере, где он определил ее как сложную
динамическую систему, осуществляющую улавливание, накопление, перенос энергии путем
обмена веществ между живым веществом и окружающей средой.
Понятие «живого вещества» подробно представлено как «совокупность живых организмов в
данный момент существующих, численно выраженных в химическом составе, в весе, в энергии,
связанное с окружающей средой биогенным током атомов: дыханием, питанием, размножением» в
книге «Живое вещество».
25
В книге «Химическое строение биосферы» В.И. Вернадским подробно рассмотрены понятия
биогеохимического круговорота элементов в биосфере и процессов миграции.
В книге «Научная мысль как планетарное явление» дается понятие ноосферы т.е. такого
состояния биосферы, когда она будет управляться разумом человека.
В других источниках освещены толкования учения Вернадского и более подробное
рассмотрение вопросов, касающихся изучения процессов, происходящих в биосфере.
В работе Ф.Я. Шипунова «Организованность биосферы» детально представлены уровни
организованности биосферы и взаимосвязь процессов в них происходящих.
В книге М.И. Будыко «Эволюция биосферы» приведено подробное описание процессов
эволюционного развития биосферы и энергетического баланса планеты. Подробно
рассматриваются мировые карты.
6. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины Рекомендуемая
литература
а) основная:
Вернадский В.И. Биосфера. М.: Мысль, 1967, 376 с. (1 экз.)
Вернадский В.И. Живое вещество. М.: Наука , 1976. 330 с.
Вернадский В.И. Химическое строение биосферы Земли и её окружения, М.: Наука .1965
.175 с.
б) дополнительная:
Биосфера: Сб. /Под ред. М.С, Гилярова. М.: Мир ,1972 . 182 с.
В.И. Вернадский и современность, М.: Наука, 1986, 230 с.
В.И. Вернадский. Очерки геохимии, М.: Наука, 1983, 422 с.
Исаченко А.Г. Оптимизация природной среды. М. Мысль, 1980 .264 с
Исаченко А.Г. Оптимизация природной среды. М. Мысль, 1980 .264 с
Казначеев В.П. Учение В.И. Вернадского о биосфере и ноосфере. Новосибирск: Наука,
1989. 248с.
Каншилов М.М. Эволюция биосферы. М.: Наука, 1974.
Каталог биосферы. М.: Мысль, 1991, 255с.
Медоуз Д.Х., Медоуз Д.Л, Рандерс И. За пределами роста - М: Прогресс: Пангея, 1994. 304
с.
Миллер Т. Жизнь в окружающей среде: В 3 т. М. Прогресс; Пангея, 1994. Т.1.3.
Интернет-ресурсы:
- catalog.iot.ru – каталог образовательных ресурсов в сети Интернет
-http://www.seds.org/galaxy/ (Солнечная система)
-http://bang.lanl.gov/solarsys/ (Солнечная система)
7. Материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля)
Лекционная аудитория с мультимедиа оборудованием.
Лаборатория для выполнения лабораторных работ по курсу.
Компьютерный класс.
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО
Автор: к.б.н., доцент Ондар Е.Э.
Рецензент: к.б.н., доцент, Назын Ч.Д
Программа одобрена на заседании УМС ТувГУ
от 13 января _ 2011 года, протокол № 5.
26
Приложение 3.2.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ТУВИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ЕСТЕСТВЕННО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
КАФЕДРА ОБЩЕЙ БИОЛОГИИ
Утверждено на заседании кафедры
протокол № 4 от «26»_декабря 2010 г.
Зав. кафедрой общей биологии_____________
к.б.н., Назын Ч.Д.
Рабочая программа дисциплины (модуля)
Теория эволюции
Направление подготовки
020400.62 Биология
Квалификация (степень) выпускника
Бакалавр
Форма обучения
_очная_
Кызыл 2010
27
1. Цели освоения дисциплины
Целями освоения дисциплины (модуля) теория эволюции являются понимание
закономерностей эволюционного процесса как всеобщего явления биологического уровня
организации, понимания эволюционных механизмов становления уже существующих видов,
путей их адаптации к антропогенным изменениям среды.
2. Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата
Дисциплина «Теория эволюции» относится к базовой части профессионального цикла –
Б.3.Б.11. Теория эволюции развивалась и продолжает развиваться, используя данные всех
биологических наук. Само создание этой теории обусловило возникновение генетики, экологии и
биогеографии. Кроме этих наук важнейшую роль в понимании эволюционных закономерностей
играют палеонтология, эмбриология, молекулярная биология, таксономия и другие области
биологии. Из смежных дисциплин необходимы знания основных концептуальных принципов,
законов физики и химии, палеоэкологии, филоценогенетики и других.
3. Компетенция обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины
(модуля) теория эволюции:
- следует этическим и правовым нормам в отношении других людей и в отношении
природы (принципы биоэтики), имеет четкую ценностную ориентацию на сохранение
природы и охрану прав и здоровья человека (ОК-1);
- демонстрирует знание принципов клеточной организации биологических объектов,
биофизических и биохимических основ, мембранных процессов и молекулярных механизмов
жизнедеятельности (ПК-4);
- применяет современные экспериментальные методы работы с биологическими объектами в
полевых и лабораторных условиях, навыки работы с современной аппаратурой (ПК-5);
- демонстрирует базовые представления об основных закономерностях и современных
достижениях генетики, о геномике, протеомике (ПК-6);
- понимает роли эволюционной идеи в биологическом мировоззрении; имеет современные
представления об основах эволюционной теории, о микро- и макроэволюции (ПК-7);
- имеет базовые представления о закономерностях воспроизведения и индивидуального
развития биологических объектов; использует методы получения и работы с эмбриональными
объектами (ПК-8);
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:



Знать: основные концепции теории эволюции и историю их становления; генетические,
онтогенетические и экологические основы эволюционного процесса; основные концепции
видообразования и таксонообразования, представления об эволюции экосистем и
коэволюции;
Уметь: особенности функционирования, процессы, механизмы и факторы эволюции
биологических систем различных уровней организации;
Владеть: методами исследования органического мира и её закономерностей,
использование биологических систем в хозяйственных и медицинских целях, охраны
природы
28
4. Структура и содержание дисциплины (модуля) теория эволюции
Общая трудоемкость дисциплины составляет _4 _ зачетных единиц, 144 часов.
3
Неделя семестра
Раздел дисциплины
Семестр
№
п/
п
лек
лб
5
6
сам
экз
7
8
1
2
1.
Введение.
эволюции.
концепции 8
1
2
Общая харак-ка жизни. Осн. этапы 8
химической и биол. эволюции
2
2 2
4
3
Основы эволюции:
8
3
2 2
6
Онтогенетические основы эволюции: 8
реализация генетической информации –
транскрипция,
трансляция;
фенотипическая изменчивость и норма
реакции – генотип и фенотип, норма
реакции
4
2
6
Экологические основы эволюции: 8
популяция, как элементарная единица
эволюции – структура популяций,
экологические
взаимодействия
как
причина естественного отбора – борьба
за существование, экологическая ниша.
Факторы, влияющие на популяцию.
5
6
Микроэволюция.
Искусственный 8
отбор: математическое описание отбора,
экспериментальное изучение отбора –
отбор по единичным аллелям, отбор по
количественным признакам, отбор по
онтогенетическим структурированным
признакам, отбор по признакам с
широкой нормой реакции
6
7
Естественный
отбор:
механизм 8
действия естественного отбора – отбор
по
генетически
жестко
детерминированным признакам, отбор
по признакам с широкой нормой реакции,
действие системы векторов отбора.
Основные
4
Виды
учебной
работы,
включая
самост.
работу
студентов
и
трудоемкость
(в
часах)
2
5
2
Форма
промежуточной
аттестации
9
2
Генетические основы эволюции: генет.
изменчивость; генофонд – правило
Харди-Вайнберга, дрейф генов, миграция,
системы
скрещивания;
структура
генофонда
4
Формы
текущ
контроля
успеваемости
Решение задач по
темам: правило ХардиВайнберга,
дрейф
генов,
миграция,
системы скрещивания
Тестовые
задания
2
2
4
Тестовые
задания
7
2
2
4
2
2
4
Решение задач
Тестовые задания на
отбор
– движущий,
- стабилизирующий,
- балансирующий,
- групповой.
29
8
Вид и видообразование: дивергентная и 8
филетическая эволюция; механизмы
изоляции;
видообразование
–
аллопатрическое,
парапатрическое,
симпатрическое.
Селективные
и
неселективные
механизмы
видообразования.
8
2
Тестовые задания
4
Развитие концепции
вида.
Современные
концепции вида –
биологическая
и
морфологическая
концепции вида
2
Методы
реконструкции
филогенеза.
4
Эволюция
онтогенетических
корреляций,
гетерохрония, атавизм
4
2
эписелекционная
эволюция признаков с
широкой
нормой
реакции,
эволюция
признаков,
не
влияющих
на
приспособленность
фенотипа, эволюция
признаков фенотипа,
не подвергающихся
отбору и соотбору
14
2
4
принципы и типы
функциональной
эволюции;
координации
(филетические
корреляции)
Филогенез таксонов: адаптивная зона; 8
дивергенция; параллельная эволюция;
конвергенция;
15
2
13
Главные направления эволюционного 8
процесса:
основные
пути
биологического прогресса;
16
2
14
Эволюция
экогенез.
специогенез, 8
17
2
15
Направленность эволюции. Причины 8
направленности
эволюционного
процесса
18
2
9
Макроэволюция. Макроэволюция и 8
микроэволюция: Эволюция популяций
и эволюция организмов.
9
2
9
Эволюция онтогенеза: биогенетический 8
закон, эволюция стадий онтогенеза,
теория филэмбриогенеза – модусы
прогрессивной
эволюции,
редукция
органов.
10,
11
4
10
Эписелекционная эволюция:
8
12,
13
11
Функциональная
дифференциация 8
организма: структура и функция;
12
экосистем.
Итого: 144 ч.
36
2
монофилия
полифилия
происхождения
2
смена
фаз
адаптациоморфоза
4
Экологические
кризисы – меловой
биоценотический
кризис
2
Необратимость
эволюции;
канализированность
эволюции; о причинах
вымирания
4
18
и
54
36
30
4.1. Содержание учебного процесса
Введение
Теория эволюции – завершающий раздел биологии, изучающий механизмы и
закономерности развития биологических систем разного уровня организации в экологическом и
эволюционном масштабах времени. Основные черты биологической эволюции: адаптивность на
основе физических, химических, информационных и биологических взаимодействий структур,
авторегуляторный характер.
Основные концепции теории эволюции. Селектогенез. Ламаркизм и неоламаркизм.
Мутационизм. Сальтационизм. Автогенез. Номогенез.
Основы и факторы эволюции. Микроэволюция.
Генетические основы эволюции. Понятие наследственной и ненаследственной
изменчивости. Индивидуальная и групповая изменчивость. Мутационный процесс. Генеративные
и соматические мутации. Правило Харди-Вайнберга. Дрейф генов. Миграция. Системы
скрещивания. Генофонд популяции. Комбинативная изменчивость. Поток генов. Наследственная
изменчивость как материал эволюции.
Онтогенетические основы эволюции. Генетическая регуляция онтогенеза. Эпигенетическая
регуляция онтогенеза. Генотип и фенотип. Норма реакции. Морфозы. Адаптивные модификации.
Экологические основы эволюции. Популяция как элементарная единица эволюции.
Экологические взаимодействия как причина естественного отбора. Динамика численности
популяции.
Микроэволюция. Искусственный отбор. Генетические основы селекции. Коэффициент
отбора. Понятие о приспособленности и селективной ценности. Селекционный дифференциал и
ответ на отбор.
Естественный отбор и подходы к его изучению. Популяционно-генетический подход.
Адаптационистский подход. Отбор как дифференциальное переживание особей и
дифференциальное воспроизведение генотипов. Экспериментальное изучение отбора.
Формы естественного отбора. Стабилизирующий отбор, механизм действия, значение в
эволюции. Движущий отбор, механизм действия, значение в эволюции. Формирование
сбалансированного генетического полиморфизма и нормы реакции под действием отбора.
Контрбаланс векторов движущего отбора и его эволюционное следствие. Внутривидовое
разнообразие как причина эволюционного стазиса.
Вид и видообразование. Популяция как структурное подразделение вида. Основные
концепции вида: типологическая, политипическая, морфологическая, биологическая.
Видообразование. Изоляция. Прекопуляционные и посткопуляционные изолирующие
барьеры. Аллопатрическое, парапатрическое и симпатрическое видообразование. Селективные и
неселективные механизмы видообразования. Темпы видообразования.
Пути и закономерности эволюции. Макроэволюция.
Эволюция популяций и эволюция организмов. Макроэволюция и филогенез. Методы
реконструкции филогенеза. Понятие гомологии.
Эволюция онтогенеза. Биогенетический закон. Понятие о рекапитуляции. Эволюция стадий
онтогенеза. Теория филэмбриогенеза. Модусы филэмбриогенеза органов, тканей и клеток.
Эволюция онтогенетических корреляций. Эписелекционная эволюция.
Функциональная дифференциация организма. Принципы и типы функциональной эволюции.
Координации (филетические корреляции).
31
Филогенез таксонов. Адаптивная зона. Дивергенция. Параллельная эволюция. Конвергенция.
Закон параллельных рядов в эволюции тканей.
Монофилия и полифилия происхождения таксонов. Инадаптивная эволюция.
Главные направления эволюционного процесса. Основные пути биологического прогресса.
Основные пути достижения биологического прогресса (ароморфоз, идиоадаптация – алломорфоз и
специализация) основные формы специализации: теломорфоз, гипоморфоз, гиперморфоз,
катаморфоз). Смена фаз адаптациоморфоза.
Эволюция экосистем. Филоценогенез. Специогенез. Экогенез. Коадаптивная
Экологические кризисы. Когерентная и некогерентная эволюция.
эволюция.
Направленность эволюции. Необратимость эволюции. Канализированность эволюции. О
причинах вымирания.
Лекция 1. Введение (2 часа).
План:
1. Предмет и задачи эволюционной теории.
2. Методы исследования эволюционного процесса.
3. Основные принципы эволюционной теории.
4. Основные концепции теории эволюции.
Лекция 2. Общая характеристика
биологической эволюции (2 часа).
жизни.
Основные
этапы
химической
и
План:
- роль живого вещества в геохимических процессах в биосфере;
- эволюционные преобразования – необходимое условие существования жизни;
- основные уровни организации жизни.
Лекция 3. Генетические основы эволюции (2 часа).
План;
1. Мутации как основной материал для эволюционного процесса.
2. Комбинативная изменчивость как источник генетической изменчивости диплоидных и
полиплоидных организмов.
3. Генофонд популяции. Правило Харди-Вайнберга. Дрейф генов. Миграция.
Лекция 4. Онтогенетические основы эволюции
ПЛАН:
1.
2.
3.
4.
Реализация генетической информации: транскрипция, трансляция;
Генетическая регуляция онтогенеза
Эпигенетическая регуляция онтогенеза
Фенотипическая изменчивость и норма реакции: генотип и фенотип, норма реакции
Лекция 5. Экологические основы эволюции.
ПЛАН:
1. Популяция как элементарная единица эволюции;
2. Экологические взаимодействия как причина естественного отбора;
3. Межвидовая конкуренция;
Внутривидовая конкуренция;
4. Комплексность экологических взаимодействий;
5. Динамика численности.
ЛЕКЦИЯ 6. 2 Ч. МИКРОЭВОЛЮЦИЯ. ФАКТОРЫ ЭВОЛЮЦИИ.
32
ПЛАН:
1. Наследственная изменчивость (мутационная, комбинативная);
2. Изоляция;
3. Динамика численности (Популяционные волны).
ЛЕКЦИЯ 7. 4 Ч. ЕСТЕСТВЕННЫЙ ОТБОР.
ПЛАН:
1. Механизм действия естественного отбора (отбор по генетически
структурированным признакам, с широкой нормой реакции, действие системы векторов
отбора);
2. Формы естественного отбора.
ЛЕКЦИЯ 8. ВИД И ВИДООБРАЗОВАНИЕ.
ПЛАН:
1.
2.
3.
4.
5.
Дивергентная и филетическая эволюция;
Механизм изоляции;
Видообразование;
Развитие концепции вида;
Современные концепции вида.
Лекция 9. Макроэволюция. Соотношение микро- и макроэволюции.
ПЛАН:
1. Эволюция популяций и эволюция организмов.
2. Методы реконструкции филогенеза;
3. Биогенетический закон;
4. Эволюция стадий онтогенеза;
5. Теория филэмбриогенеза;
6. Эволюция онтогенетических
Лекция 10 (2 ч.). Эписелекционная эволюция.
ПЛАН:
1. Эписелекционная эволюция признаков с широкой нормой реакции;
2. Эволюция признаков, не влияющих на приспособленность фенотипа;
3. Эволюция признаков фенотипа, не подвергающихся отбору и соотбору.
Лекция 11 (2 ч.). Функциональная дифференциация организма.
ПЛАН:
1. Структура и функция;
2. Принципы и типы функциональной эволюции;
3. Координации (филетические корреляции).
Лекция 12 (2 ч.). Филогенез таксонов.
ПЛАН:
1. Адаптивная зона;
2. Дивергенция;
3. Параллельная эволюция;
4. Конвергенция;
5. Монофилия и полифилия происхождения надвидовых таксонов.
Лекция 13 (2ч.). Главные направления эволюционного процесса.
ПЛАН:
1. Основные пути биологического прогресса;
33
2. Смена фаз адаптациоморфоза.
Лекция 14 (2ч.). Эволюция экосистем.
ПЛАН:
1. Филоценогенез (специогенез, экогенез);
2. Экологические кризисы.
Лекция 15 (2 ч.). Направленность эволюции.
ПЛАН:
1. Необратимость эволюции;
2. Канализированность эволюции;
3. О причинах вымирания.
6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации
по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной
работы студентов
Вопросы для самоконтроля
ТЕМА: ОСНОВЫ ЭВОЛЮЦИИ
ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭВОЛЮЦИИ
1. Генетическая изменчивость. Мутация – событие достаточно редкое. При делении клеток
эукариот новые мутации возникают с частотой 1 мутация на 3х10-4-3х10-12 пар нуклеотидов. Это
означает, что на геном человека, состоящий приблизительно из 3х1012 пар нуклеотидов, при
каждом делении клеток происходит примерно 3 мутации.
Вопрос: каковы основные причины возникновения мутаций? (спонтанные ошибки репликации
последовательности нуклеотидов – при случайных ошибках действия ферментов,
обеспечивающих репликацию; в результате тепловых колебаний атомов в нуклеотидах, действия
различных мутагенных факторов, вызывающих ошибки репликации).
2. Количество молчащей («эгоистической») ДНК в 100-1000 раз больше количества генетически
значимой.
Вопрос: какова роль молчащей ДНК по представлениям В.Н. Патрушева (2000)? Назовите
наиболее известные системы репарации мутационных нарушений (фотореактивация,
отщепление метильной группы, SOS-репарация, действие ферментов-лигаз, специфический
иммунитет высших животных, системы Т и В лимфоцитов, вырожденность генетического
кода.
3. Генофонд. Правило Харди-Вайнберга. Дрейф генов. Миграция. Системы скрещиваний
(панмиксия, гомогамия, гетерогамия, инбридинг, селективное скрещивание).
ТЕМА: ОНТОГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭВОЛЮЦИИ
1. Генетическая регуляция онтогенеза. «Ключевые» гены (Рэфф, Кофмэн, 1989; Wilkins, 2001).
Гомеобокс-содержащие гены. Явление «колинеарности».
2. Эпигенетическая регуляция онтогенеза (инициация и реализация эпигенетических процессов,
лишь опосредованно связана с экспрессией генов, и регулируется факторами, которые невозможно
напрямую закодировать в геноме, такими как пространственная структура (топология).
Эпигенетические процессы порождают отдельный тип изменчивости, не обусловленный
генетическим и средовым факторами, влияющими на взаимодействия развивающихся структур.
Приведите примеры.
И дифференциация – усложнение строения организма в процессе онтогенеза и регуляция развития
представляют собой два аспекта одного и того же явления – взаимодействия развивающихся
34
закладок. Устойчивость признаков рассматривается здесь «не как свойство генов, а как выражение
взаимозависимости частей развивающегося организма» (Шишкин, 1988; Шмальгаузен, 1982).
Теория И.И. Шмальгаузена об онтогенетических корреляциях.
3. Фенотипическая изменчивость и норма реакции. Генотип и фенотип. Норма реакции.
ТЕМА: ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭВОЛЮЦИИ
1. Популяция, как элементарная единица эволюции. Экологические взаимодействия как причина
естественного отбора. Экологическая ниша. Факторы, влияющие на популяцию. Динамика
численности.
Вопрос: типы динамики численности.
ТЕМА: МИКРОЭВОЛЮЦИЯ
Термином микроэволюция обозначают процесс адаптивных преобразований популяций под
действием естественного отбора. Этот процесс приводит к дифференциации (дивергенции)
популяций внутри вида и, в конечном итоге, к возникновению новых видов – видообразованию.
Задания для дополнительного изучения к теме «Микроэволюция»:
Поскольку свободное скрещивание означает не что иное, как случайное
объединение гамет, легко убедиться, что такая комбинация p(A) и q(a) спермиев и p(A) и
q(a) яйцеклеток при p+q = 1 дает неизменное распределение p2AA : 2pq Aa : q2 aa = 1.
Соответствующие алгебраические выкладки, иллюстрирующие поддержание
равновесия Харди-Вайнберга, приведены в таблице.
Таблица
Типы скрещиваний и соотношения генотипов в потомстве популяции,
находящейся в генетическом равновесии
Тип скрещивания
Частота
Соотношение
генотипов
среди
скрещивания
потомков
АА
Аа
аа
2
2
4
4
АА х АА, (p х q )
р
р
0
0
2
3
3
3
АА х Аа, (p х 2рq)
4р q
2р q
2р q
0
АА х Аа, (2pqх 2рq)
4р2q2
2р2q2
2р2q2
р2q2
АА х аа, 2(p2х q2)
2р2q2
0
2р2q2
0
2
3
Аа х аа, 2(2pq х q )
4рq
0
2рq3
2рq3
аа х аа (q2х q2)
q4
0
0
q4
2
Суммарно
для
1,00
р
2рq
q2
популяции
Так как здесь речь идет об аутосомных генах, то реципрокное скрещивание (т.е.
типа ♂АА х ♀Аа или ♂Аа х ♀АА и др.) объединены и, следовательно, девять возможных
вариантов скрещивания могут быть сведены к шести при p + q = 1.
Понятно, что такое равновесное соотношение генотипов задается симметрией
самого процесса распределения аллельных генов по гаметам самцов и самок и
свободного комбинирования формирующихся в процессе размножения родительских
пар. Отсюда ясно, что в отсутствие возмущающих воздействий на популяцию
неограниченной численности характерные для неё частоты генотипов и генов остаются
неизменными в неограниченно долгом ряду поколений. Но подобные идеальные
популяции практически не встречаются в природе, ибо всегда существуют естественные
факторы, сдвигающие их с точки равновесия, нарушающие их стабильность –
случайный дрейф генов, мутации, миграция и естественный отбор, т.е. факторы
эволюции.
35
Случайный дрейф генов. Представления о существенных различиях между
генетически эффективной численностью и обшей численностью популяции были
развиты теоретически и при экспериментальном изучении стохастических процессов
изменения генных частот (Wright, 1921, 1931; Серебровский, 1927, 1930; Дубинин,
Ромашов, 1931; Колмогоров, 1935). Такого рода «случайный дрейф генов» математический факт, вытекающий из явления конечности численности любой реальной
популяции. Особенно важно существование разрыва между общей численностью
популяции (Nt) и той её частью, которая передает генофонд следующему поколению:
репродуктивная (Nr), а тем более генетически эффективная (Ne) величина популяции (и
вида в целом) практически всегда и чаще всего существенно меньше её общей
численности.
Из процесса воспроизводства исключены крайние возрастные группы, на величину
Ne влияют такие параметры популяции, как соотношение полов в репродуктивный
период, индивидуальная изменчивость плодовитости, периодические колебания
численности и др.
Соотношение полов и колебания численности. Если репродуктивная часть
популяции представлена Nm –самцами и Nj-самками, то эффективная величина
Ne = (4NmNf)/(Nm + Nf).
При сильных отклонениях долей самцов и самок от равновесного соотношения
величина Ne больше зависит от малочисленного пола. Тот же эффект имеет место, если
средняя величина Ne определяется совокупностью популяций, рассеянных по
пространству и отличающихся численностью, или же для одной и той же популяции при
колебаниях во времени (поколениях) числа скрещивающихся в ней особей (Wright,

1938). В случае циклических колебаний на интервале n поколений Ne = N , где

N
=
n
,
n
 1 / N 
i
i 1
т.е. Ne соответствует гармонической средней. Например, если эффективная численность
пяти поколений одной популяции составляет 10, 102, 103, 104 и 105, то средняя
гармоническая величина Ne соответствует лишь 45 особям.
Изменчивость индивидуальной плодовитости. При стабильной численности
популяций (среднее число потомков, достигших репродуктивного возраста, на одну пару
родителей k = 2) и индивидуальной вариации числа гамет (k), продуцируемых
родительским поколением (N),
Ne = (4N - 2)/(Vk + 2), где Vk – варианса величины k.
Когда число потомков распределено в соответствии с законом Пуассона (k = Vk =
2), генетически эффективная величина популяции примерно равна её репродуктивной
численности, т.е. Ne ≈ Nr . Однако в большинстве природных популяций Vk>k, поэтому
Ne < Nr.
Дж. Кроу (Crow, 1954; Crow, Morton, 1955; Kimura, Crow, 1963) ввел понятия
«инбридинговой эффективной величины – Ne(f)» и «дисперсионной эффективной
величины – Ne(v)» популяции:

Ne(f) = (N1-2 k -2)/(Vk + 2),
где N1-2 – число особей два поколений назад; k – среднее число гамет, вносимых ими; Vk –
варианса величины k.
При постоянной численности популяции N1-2 = N, k = 2 и, следовательно,
Ne(f) = (4 N - 4)/( Vk + 2).
Ясно, что при достаточно большом N это равенство существенно не отличается от
равенства, приведенного выше.
«Дисперсионная эффективная величина» Ne(v) = p(1-p)/2Vδp,
36
где p и (1-p) – частоты любой пары аллелей в популяции; Vδp – случайная (выборочная)
варианса генных частот в данном поколении:
Vδp = p(1-p)/2N.
В принципе «дисперсионная эффективная величина» в условиях стационарности
есть не что иное, как соотношение между случайной вариансой частот генов и
эффективной величиной популяции.
Все предыдущие оценки Ne были получены для случая неперекрывающихся
поколений. При перекрывании поколений во времени, согласно Нею и Имазуми (Nei,
Imaizumi, 1966a), Ne = τNа, где Nа – число особей, достигающих ежегодно среднего
репродуктивного возраста; τ – продолжительность поколения или средний
репродуктивный возраст.
Если популяция стабильна, Nа = Nbp, где b – скорость рождения за год; p –
вероятность достижения репродуктивного возраста новорожденным индивидуумом.
Изменение частоты гена, обусловленное ошибкой выборочности при
формировании гамет, образующих следующее поколение, носит случайный,
стохастический характер. Именно поэтому в оценке влияния дрейфа генов на
генетическую структуру популяции возможен лишь вероятностный подход,
позволяющий определить только вероятность локализации соответствующего
изменения в том или ином диапазоне генных частот. Такие ненаправленные флуктуации
зависят исключительно от величины Nе , и согласно С. Райту, описываются выражением
Vδp = p(1-p)/2N.
Процесс убыли генетического разнообразия (гетерозиготности) популяции в
отсутствие отбора может быть описан уравнением, позволяющим в ряде случаев
реконструировать время эволюции:
HT = Hoe –T/2Ne,
где Ho и HT – концентрация гетерозигот соответственно в нулевой точке процесса и в
момент времени Т; Ne – генетически эффективная величина популяции.
Колебания генных концентраций при дрейфе совершенно случайны. Вместе с тем
эксперименты показывают, что этот процесс после некоторого числа поколений
приобретает «направленность»: концентрации более редких аллелей в каждом
последующем поколении с большей вероятностью уменьшаются (процесс утраты), тогда
как концентрации частых аллелей увеличиваются (процесс фиксации). Эти
закономерности в, казалось бы, случайной флуктуации аллельных концентраций были
продемонстрированы Я.Я. Рогинским (1947) при анализе пространственного
распределения по земному шару частот эритроцитарных антигенов человека, а Ю.Г.
Рычков (1965) использовал это явление в анализе генетических связей монголоидного
населения Северной Азии и Северной Америки.
Величина возможных изменений случайной вариансы генных частот в поколениях
одной популяции имеет тот же смысл, что и в случае с совокупностью многих
популяций, примерно равных по численности и имевших в поколении to одинаковые

концентрации аллеля qo. При этом средняя частота гена q совокупности останется
равной qo, однако межпопуляционная варианса увеличится и в поколении r:
Vq = poqo 1  1  1 / 2 N  t  .
В конце концов все популяции станут гомозиготными и межгрупповая варианса
достигнет максимума: Vq = poqo, т.е. в одних популяциях аллель А придет к состоянию
фиксации (p = 1), а в других будет утрачен (p = 0); вместе с тем средняя частота аллеля
по-прежнему останется неизменной. Таким образом, при случайном дрейфе генов
процесс изменения вероятностей распределения их частот зависит только от двух
факторов – эффективной величины популяции и продолжительности процесса,
измеряемой числом поколений. Когда эффективный размер популяции мал,
распределение довольно часто становится U-образным.
37
Увеличение гомозиготизации популяции в процессе случайного генетического
дрейфа указывает на его прямую связь с инбридингом, так как в ограниченной по
численности популяции возрастает во времени неслучайная ассоциация гамет. В силу
этого отклонение от панмиксии становится все более существенным; одновременно это
означает возрастание степени «кровного» родства членов популяции. А.С. Серебровский
(1935) называл процесс «изогаметацией».
Популяция с инбридингом для удобства анализа может рассматриваться как
состоящая из двух частей, одна из которых полностью инбредна, а другая полностью
панмиктична. При таком рассмотрении вероятность объединения двух гамет А в
условиях свободного скрещивания соответствует р2, тогда как при инбридинге она
должна быть больше на некоторую положительную величину, т.е. р2+ε. Точно так же
вероятность объединения гамет а равна q2+ ε, а вероятность объединения А с а
составляет 2pq - ε.
При генетическом равновесии коэффициент инбридинга (= коэффициенту
корреляции между объединяющимися гаметами) F = ε/pq, т.е. ε = Fpq.
2. Мутации и миграция генов. Судьба единичной мутации впервые была
проанализирована Р. Фишером (Fisher, 1930), который показал, что при постоянном
размере популяции (среднее число потомков на семью m = k = 2) вероятность полной
потери мутантного гена в первом же поколении равна приблизительно 0,37. Если этот
ген не будет утрачен в первом поколении, то снова подвергнется риску потери во втором
поколении и т.д., так что предельная вероятность потери (ln) равна 1.
Так как потери вновь возникающих мутаций – необратимый процесс, подавляющее
их большинство не имеет шансов закрепиться в популяции.
Следует, однако, учесть, что мутации постоянно, в каждом поколении, появляются
вновь, и вполне вероятно, что так называемые новые мутации неоднократно возникали и
раньше. Когда частота аллеля в популяции низка, его мутирование в другой аллель
обнаружить практически невозможно. Только по достижении ощутимой частоты
приходиться считаться с давлением мутационного процесса. Так, если μ – скорость
мутирования от аллеля А к аллелю а, а v – скорость обратного мутирования, то величина
изменения частоты гена за поколение Δp = μp (прирост) - vq (убыль). Следовательно,
увеличение или уменьшение концентрации гена за поколение определяется
относительной величиной ее прироста или убыли. Например, если в данный момент
прирост больше убыли, то q растет. Но так как с ростом q ее убыль vq также
увеличивается, то это может продолжаться лишь то точки равновесия, после чего в
поколениях уже не будет наблюдаться никаких изменений генных концентраций, т.е. в





точке равновесия ( p , q ) Δ q= 0. Следовательно, Δ q=0= μ(1- q ) - v q , а q = μ/( μ + v).

Точно так же, решая это уравнение относительно р, получаем p = v/(μ+v).
Это равновесие устойчиво, причем равновесная частота аллеля q не зависит от
исходной его концентрации и определяется только соотношением скоростей прямого и
обратного мутирования: если в некотором поколении

q> q , то частота гена будет

снижаться в последующих поколениях, если же q< q , то напротив, она будет возрастать.

Когда величина q отклоняется от q , то Δ q за поколение можно выразить через


отклонение (q- q ). Тогда можно записать, что Δ q = μ(1- q) - v q = - (μ+ v)( q- q ).
Таким образом, скорость приближения к равновесию пропорциональна

отклонению фактического значения величины q от её равновесного значения q .
Обсуждая влияние мутационного процесса на генетическое равновесие в
популяции, следует учесть два важных обстоятельства: во-первых, скорость прямых
38
генных мутаций; во-вторых, хотя темп мутирования может быть существенно различен
для разных локусов, величина μ чрезвычайно низка – в среднем порядка 10-5 – 10-6 на ген
на поколение. Последнее означает, что при описании генетической структуры
популяции любого вида по любому из известных в настоящее время менделирующих
генов эффектом вновь возникающих мутаций можно пренебречь (кроме случаев с рядом
полиморфизмов ДНК) в сравнении с такими факторами популяционной динамики, как
естественный отбор, случайный дрейф генов и миграции генов.
Миграция – важный фактор популяционной динамики, так как каждая популяция в
природе существует не сама по себе (за исключением случаев крайней изоляции), а во
взаимодействии через обмен генами с другими такими же группировками.
Если иммигранты отличаются генетически от принимающей их популяции, то они
способны вызвать соответствующее изменение частоты гена за поколение:
Δ q= - m (q- qm) = -mq + mqm , где m – число иммигрантов, деленное на величину
принимающей их популяции со свойственной ей частотой гена (q); qm – частота гена у
иммигрантов.
3. Генетический груз популяций. Поскольку смерть особи может быть связана и с
генетическими, и со средовыми факторами, в предположении их независимого действия
была предложена формула для оценки вероятности выживания зиготы в популяции: lnPs = A + BF, где A – смертность в панмиктической популяции от генетических и
случайных (средовых) причин (F=0); В – скрытый генетический груз, который может
быть обнаружен при полной гомозиготности (F=1). Отдельные выражения для
компонент А и В: А = ∑x + ∑q2s + 2∑1(1 - q)sh, B = ∑qs - ∑q2s - 2∑q(1-q)sh, где x –
вклад средовых факторов; q – частота вредного аллеля; s – коэффициент отбора; h –
коэффициент доминирования.
Было показано, что «генетический груз» среднего индивидуума соответствует 3-5
летальным эквивалентам или 1,5-2,5 летальным эквивалентам на гамету. Что же касается
соотношения В:А, то его величины для разных выборок оказались такими (от 8 до 24),
что их можно объяснить лишь приняв повторные мутации как основной источник
генетической отягощенности человеческой популяции (Dobzhansky, 1970). Этот вывод
не получил подтверждения в широком исследовании генетического груза у населения
Хиросимы и Нагасаки.
Тем не менее, концепция генетического груза представляет принципиальный
интерес в количественной оценке интенсивности отбора и как параметр, связанный с
приспособленностью популяции.

Для модели с дискретным временем генетический груз L = (Wmax - W )/ Wmax, где Wmax

– приспособленность лучшего (оптимального) генотипа; W - средняя приспособленность
популяции.
Наследственная гетерогенность популяций. Полиморфизм – проявление
индивидуальной прерывистой изменчивости живых организмов. Создатель концепции
генетического полиморфизма англичанин Эдмунд Форд (Ford, 1940) определил это
явление как “наличие в одном и том же местообитании двух или более дискретно
отличающихся внутривидовых форм в таких количественных соотношениях, что самая
редкая из них не может поддерживаться лишь давлением повторяющихся мутаций”.
Многие исследователи представляли вид как совокупность особей, одинаковых по
преобладающему числу генов, представленных лишь аллелем дикого типа (т.е. мономорфных) и
отличающихся только мутантными, вредными аллелями; они скрыты в гетерозиготном состоянии
в небольшом числе генов. Это гипотетическое представление было фактически вытеснено
популяционной балансовой концепцией, составляющей суть современной теории вида и
видообразования и лежащей в основе принципиально важных представлений об адаптивной норме
популяции и явлениях гетерозиса.
В настоящее время можно дать несколько иное определение полиморфизма,
39
подразумевая под ним “наличие в популяции двух или более аллелей одного локуса,
встречающихся с ощутимой частотой”. Обычно на практике считается полиморфной
популяции с частотой гетерозигот по некоторому локусу  1-5%.
Концепция “адаптивной нормы” популяции отвергает типологическое представление о
генетической структуре вида и постулирует, что за внешне «нормальными», наиболее
приспособленными «средними» фенотипами стоит множество разнообразных генотипов. Однако
их селективная ценность может меняться в условиях изменяющейся среды, и некоторые генотипы,
менее приспособленные в данный конкретный момент времени, могут оказаться более
приспособленными в иных условиях. Все это обеспечивает широкую норму реакции популяций
как целостных систем, их успешную адаптацию к разнообразным флуктуациям среды.
Вместе с тем во многих случаях, хотя не всегда, обнаружилось, что по крайней мере в более
жестких и флуктуирующих условиях внешней среды бесспорным преимуществом обладают
гетерозиготные генотипы, тогда как гомозиготы оказываются лучше приспособлены к более
узким, специализированным условиям; в нейтральной среде генотипические различия по
приспособленности размываются.
Из теории популяционной генетики очевидно: адаптация на основе отборного преимущества
гетерозигот всегда сопряжена с неблагоприятными биологическими эффектами за счет
выщепления менее приспособленных гомозигот, и в норме плата за адаптацию не может
превышать воспроизводительной способности популяции.
Уровни биохимического полиморфизма и гетерозиготности природных популяций.
Традиционные представления о единообразии вида в отношении аллелей «дикого» типа и
насыщенности его лишь редкими рецессивными мутациями немногих генов были в
значительной степени поколеблены в 50-е годы ХХ столетия. Однако вплоть до 60-х годов
между исследователями не было единства в оценке истинного объема скрытой
генетической изменчивости. Такое положение дел определялось отсутствием
подходящего методического приема, который согласно Хабби и Левонтину (Habby,
Levontin, 1966), должен был бы удовлетворять ряду принципиальных требований:
а) выявлять у отдельных особей наличие или отсутствие дискретных фенотипических
различий, вызванных аллельными замещениями в соответствующих генных локусах;
б) позволять легко различать аллельные замены как в данном конкретном гене, так и в
разных локусах;
в) давать возможность трактовать совокупность изучаемых локусов как «беспристрастную»
выборку генов из генома в отношении степени их изменчивости и влияния на приспособленность.
Показав, что ни один из существовавших методов генетического анализа не удовлетворял
одновременно всем трем критериям, авторы воспользовались техникой электрофоретического
разделения белков как наиболее адекватной поставленной задаче. Методом электрофореза в
полиакриламидном геле они исследовали восемь ферментов и десять белков личиночной
гемолимфы у 43 линий, выделенных из пяти природных популяций Drosophila pseudoobscura, и
впервые получили оценки уровней полиморфизма и гетерозиготности по совокупности
независимых локусов. В результате исследований выяснилось, что треть всех изученных локусов
оказалась полиморфной, а уровень индивидуальной гетерозиготности составил примерно 12%.
Важным явилось вывод об огромном объеме наследственной изменчивости. В самом деле, давайте
примем, что у дрозофилы и человека порядка 10-50 тыс. функционирующих генов, а изученные
белки более или менее адекватно маркируют состояние генома как целого. Тогда от 3000 до 15000
генов должны быть представлены аллельными вариантами, а «средний» индивидуум может быть
гетерозиготен по нескольким сотням своих генов. Размах изменчивости еще более возрастает,
если вспомнить, что часть единичных аминокислотных замен электрофоретически не выявляется.
С учетом огромного количества данных в этом направлении теперь уже можно сделать
бесспорный вывод, что низкие уровни полиморфизма белков нельзя приписать
непрезентативности выборки или недостаткам методики. Из общего числа видов,
40
охарактеризованных в последних сводках, по меньшей мере у 150 процент полиморфных локусов
и гетерозиготности заведомо ниже оценок, сделанных в первых публикациях. Тем не менее
значения уровня полиморфизма и гетерозиготности, усредненные по всем данным, оказываются
высокими.
С поправками на электрофоретически «молчащие» аллели и аллели, выявляемые при
тепловой денатурации ферментов по их кинетическим свойствам или по различиям в оптимуме
рН, объем полиморфизма еще более возрастает и в настоящее время на новом уровне анализа
возродилась старая дискуссия о том, какой же из факторов динамики популяций – случайный
дрейф генов или отбор – в большей мере ответствен за поддержание столь беспрецедентного
генетического разнообразия.
В настоящее время существуют две полярные концепции, одна из которых склонна
трактовать полиморфизм белков как селективно-нейтральный (Кимура и др.), а другая – как
адаптивную изменчивость, поддерживаемую различными формами отбора (Айала и др.). За
прошедшие годы во многих странах мира методы и принципы биохимической генетики стали
рутинным средством изучения наследственной изменчивости самых разнообразных организмов. И
тем не менее, как и десятилетия назад, «парадокс изменчивости» пока еще не нашел своего
разрешения.
Без преувеличения можно сказать, что вопрос о смысле и значении биохимического и
молекулярного полиморфизма стал сегодня центральным в генетике природных популяций, ему
посвящают свои работы все новые и новые исследователи.
В чем же состоят основные трудности? Рассмотрим их по порядку.
1. Ограничения на число сверхдоминантных локусов. Если считать, что полиморфизм белков
является стабильным и поддерживается на основе отборного преимущества гетерозигот
(сверхдоминирование), то в этом случае (при справедливости мультипликативной модели
приспособленности) природные популяции должны нести огромный генетический
(сегрегационный) груз. Известно, что большинство вновь возникающих мутаций вредны для
организма. Следовательно, если в природных популяциях существует такой гигантский
наследственный полиморфизм белков, то он должен быть селективно-нейтральным, и различные
аллели распространяются по ареалу исключительно в силу случайного дрейфа генов (Kimura,
1983).
В пользу своего взгляда Кимура привлекает данные о скорости мутационных замещений в
полипептидных цепях, которая остается весьма постоянной для одноименных белков в самых
различных филумах. С этой точки зрения биохимическая изменчивость популяций представляет
собой лишь переходный полиморфизм – временную фазу молекулярной эволюции.
Однако нельзя пройти мимо очевидного факта: хотя внутри одного изофункционального
семейства белков скорости аминокислотных замен в разных таксонах и константны, они вместе с
тем могут заметно отличаться для разных семейств.
Кроме того, скорость аминокислотных замен оказывается различной и для разных в большей
или меньшей мере функционально нагруженных участков одной и той же белковой молекулы.
Все эти и многие другие аналогичные факты рассматриваются как противоречащие теории
нейтральности, что, конечно, не соответствует действительности. М. Кимура не отрицает, что
значительная часть вновь возникающих мутаций вредна для организма; доля нейтральных
мутаций принимается равной 10-13% от всех появляющихся в данном поколении (M. Kimura,
1983).
Важнейшим положением в теории нейтральности является утверждение, что частота
возникновения новых мутаций, дающих хоть какое-то селективное преимущество и,
следовательно, поддерживаемых естественным отбором, столь мала, что ею невозможно
объяснить реально наблюдаемые уровни полиморфизма и гетерозиготности природных популяций
по генам, кодирующим белки.
41
2. Избыток редких аллелей. При сопоставлении двух математических моделей,
предполагающих нейтральность полиморфизма, с эмпирическими распределениями частот
аллелей белковых локусов у некоторых видов дрозофил и человека Ота (Otha, 1975) обнаружила,
что оба распределения хорошо совпадают с фактическими для широкого диапазона частот, кроме
интервала 0-5%, когда в природных популяциях наблюдается значительный избыток редких
аллелей.
Предлагаются три возможных объяснения этих различий.
Во-первых, избыток может быть связан с некоторой болей «слабо вредящих» аллелей, не
учтенных нейтральной моделью; их частота в силу давления отрицательного отбора не должна
быть большой.
Во вторых, исследовавшиеся виды могли относительно недавно испытать резкое падение
численности с последующим её возрастанием (так называемый эффект горлышка бутылки). Это
могло бы привести к сильной гомозиготности популяции с последующим увеличением
генетической изменчивости в фазе роста численности (Chacraborty, 1977); большинство вновь
возникающих аллелей в этом случае были редки даже при их селективной нейтральности (Otha,
1975; Nei, 1975).
В третьих, нельзя исключить возможности внутригенной рекомбинации, также способной
обусловить наблюдаемый избытой редких аллелей без допущения эффектов отбора на
исследуемые локусы. До сих пор эти вопросы остаются открытыми (Алтухов, 2003).
3. Особенности географического распределения частот аллозимных генов. Использование
аллозимов как генетических маркеров в исследованиях природных популяций позволило выявить
три главных типа пространственной изменчивости аллельных частот: клинальную, мозаичную и
значительное генетическое единообразие на подчас громадных и разобщенных ареалах. Последнее
означает, что даже между весьма удаленными локальностями не удается обнаружить заметных
различий в частотах исследуемых генов, причем по ряду локусов картина такого рода оказывается
характерной для самых различных видов, включая человека (Алтухов, 2003).
Утверждение о миграции как причине пространственного сходства аллозимных частот в
целом ряде случаев не подтверждается исследованиями заведомо разобщенных популяций в
пределах вида. На фоне единообразия аллельных частот аллозимов те же самые популяции
одновременно ясно различаются характерными для них инверсиями или же обнаруживают
отличия в частотах других генов, кодирующих белки.
Так, исследования по сравнению индекса межвидового сходства по совокупности белковых
маркеров генов Drosophila nebulosa с тремя видами-близнецами дрозофил той же группы
willistoni, но хорошо отличающихся морфологически от D. nebulosa - D. tropicalis, D. willistoni, D.
equinoxialis – распределение индексов сходства должно было бы соответствовать нормальному с
модой в диапазоне частот около 0,5; фактически же это распределение соответствует Uобразному.
Если мутационные скорости были бы постоянны, то распределение разных локусов по их
гетерозиготности было бы близким к нормальному со средним значением, равным средней
гетерозиготности на отдельный локус (особь). На самом деле наблюдается асимметричное
распределение с модой в нулевом классе и длинный «шлейф» близких друг к другу частот в
интервале гетерозиготностей от 0,02 до 0,68. такое распределение можно объяснить, лишь приняв,
что или темпы мутирования для разных генов резко различны (более двух порядков величины),
или разные локусы в разной мере подвержены давлению отбора.
4. Число аллелей, одновременно присутствующих в популяции. Согласно Кимуре и Кроу
(Kimura, Crow, 1964), эффективное число селективно нейтральных аллелей (ne) на локус может
быть найдено из выражения ne=4Ne μ+1, где Ne- генетически эффективный размер популяции; μ –
частота мутаций.
42
Для электрофоретически различимых аллелей, число которых всегда меньше общего пула
аллелей в популяции, предыдущая формула принимает вид ne= 8 N e   1 .
Поскольку в исследованиях популяций дрозофил их эффективная величина остается
неизвестной в той же мере, в какой известны и точные оценки темпа мутирования,
проверка соответствия этой модели природной ситуации практически невозможна. В этой
связи оценка эффективного числа аллелей, ожидаемого в согласии с теорией

нейтральности, была бы сделана по формуле ne=1/(1- Н ), т.е. в соответствии с тем
фактом, что ne в панмиктической популяции соответствует обратной величине доли в ней
гомозиготных особей.
Ясно, что в подобных оценках решающее значение приобретает достаточно надежная оценка
таких реальных характеристик, как генетическая эффективная величина популяции и темпы
мутационного процесса по аллозимным локусам.
5. Генетическая изменчивость белков и их функциональная значимость.
В пользу идеи об отборном значении биохимического полиморфизма и против
доводов о нейтральности привлекаются также данные о связи уровней генетической
изменчивости белков с их функциональной значимостью.
Обнаружено, что ферменты, прямо связанные с энергетическим метаболизмом, не так
изменчивы, как другие водорастворимые энзимы – менее специализированные и функционально
менее нагруженные. Как правило, ферменты 1 группы используют субстраты, являющиеся
специфическими метаболитами организма, то ферменты II группы катализируют весьма
разнообразные субстраты, поступающие из внешней среды. Полагают, что наименее
полиморфными должны быть ферменты, занимающие ключевые позиции в метаболических путях
и в силу этого наиболее чувствительные к мутационным нарушениям.
Однако в настоящее время приходится признать, что проблема в целом все еще далека от
разрешения, но ясно, что, генетическая дифференциация вида не исчерпывается вкладом какоголибо одного микроэволюционного фактора, будь то отбор, миграция или случайный генетический
дрейф, а определяется сложным переплетением их взаимодействий.
Тема: ВИД И ВИДООБРАЗОВАНИЕ
1. Формы видообразования: аллапатрическое, парапатрическое, симпатрическое.
Какие факторы определяют то или иное видообразование? Выберите из предложенных факторов,
соответствующие факторы и ответы обоснуйте примерами.
Эффект «горлышка бутылки», принцип основателя, расширение ареала вида, расселение
вида, популяционный полиморфизм в пределах ареала вида, популяции внутри себя
структурированы, что обеспечивает возможность увеличения численности внутрипопуляционных
группировок, эффективный дизруптивный отбор, идущий по признакам, связанным с
размножением, дивергенция уже обособившихся популяций, связанная с интенсивностью
движущего отбора, направленного на адаптацию каждой из них к условиям свойственной ей
субниши.
2. Селективные и неселективные механизмы видообразования.
Механизмы дивергенции популяций:
а. Ситуации, когда интенсивный отбор приводит к такой перестройке генотипов, которая
определяет и адаптацию к новым условиям, и изоляцию от исходной формы;
б. Ситуация, когда сначала возникает изоляция от исходной формы, а адаптация к новым
условиям формируется в уже изолированной группировке.
43
Приведите примеры. Объясните, какие факторы определяют тот или иной механизм
видообразования.
3. Концепция вида.
Типологическая, номиналистическая, концепция одномерного (точнее безмерного) вида,
политипическая концепция вида, биологическая концепция вида, морфологическая концепция
вида.
ТЕМА: МАКРОЭВОЛЮЦИЯ
1. Можно ли считать микроэволюцию причиной макроэволюции?
2. Укажите своеобразие закономерностей макроэволюции по сравнению с закономерностями
микроэволюции.
3. Методы реконструкции филогегеза: принцип гомологии (критерии гомологии Р. Ремане (1956):
критерий положения, критерий специальных качеств, критерий непрерывности систем), методы
молекулярной биологии (сравнение нуклеотидных последовательностей ядерной или
митохондриальной ДНК, метод тройного параллелизма – сопоставление данных сравнительной
морфологии, сравнительной эмбриологии, данные палеонтологии (Геккель, 1866).
4. Эволюция стадий онтогенеза, как защитные адаптации онтогенеза от внешних воздействий
(плотные оболочки яйца, увеличение количества желтка в яйцеклетке, развитие органов эмбриона,
обеспечивающих жизнь эмбриона под плотными оболочками: хорион насекомых, амнион,
аллантоис и хорион у высших позвоночных, зародышевый мешок у высших растений,
живорождение, забота о потомстве). Эмбрионизация, автономизация, рационализация. Приведите
примеры.
5. Теория филэмбриогенеза А.Н. Северцов, 1939: «Филогенез – это эволюционное изменение хода
онтогенеза»). Модусы прогрессивной эволюции: анаболии, девиации, архаллаксисы. Редукция
органов: рудиментация – отрицательная анаболия, афанизия.
ТЕМА: ЭПИСЕЛЕКЦИОННАЯ ЭВОЛЮЦИЯ
1. Эволюция эпигеномных признаков, обладающих широкой нормой реакции. Факторы,
определяющие эволюцию таких признаков: изменения среды длительные и не флуктуирующие;
сам признак стабилизирует положение популяции в среде.
Вопрос: когда возможна первая из двух ситуаций (расширение ареала, сужение ареала,
интродукции видов, она обусловлена внутрипопуляционными взаимодействиями особей, слабо
зависящими от биогеоценотической обстановки).
Когда возможна вторая ситуация (эписелекционный признак либо не снижает приспособленности
– он селективно нейтрален, снижение приспособленности компенсируется другими подсистемами
организма)
Примеры:
2. Эволюция генетических систем, слабо влияющих или (и) не влияющих на приспособленность
фенотипов.
Примеры:
3. Эволюция признаков, связи между которыми не являются объектом естественного отбора
(эволюция признаков, представляющая собой косвенные, но не коррелятивные следствия отбора,
идущего по другим признакам фенотипа, независимый отбор признаков, способных
взаимодействовать друг с другом, но при этом не связанных ни функциональными, ни
морфогенетическими корреляциями).
Примеры:
44
ТЕМА: ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ДИФФЕРЕНЦИАЦИЯ ОРГАНИЗМА. ПРИНЦИПЫ И
ТИПЫ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ЭВОЛЮЦИИ
ФУНКЦИЯ – это назначение данной морфологической структуры (функциональной системы),
обеспечивающее связь подсистем внутри организма и их взаимодействие с окружающей средой, а
тем самым приспособленность целого организма.
Вопросы:
1. Роль и место формы (структуры) и функции в эволюции организмов в эктогенетических и
автогенетических теориях эволюции.
2. В основе всех функциональных преобразований подсистем организма лежат два принципа:
принцип мультуфункциональности и принцип множественного обеспечения биологически важных
жизненных функций.
Минимальное число функций – две – вход и выход. На чем основан этот вывод? Выделите
вход и выход в функционировании следующих подсистем и заполните пробелы в тексте: ДНК
получает информацию от материнской клетки в процессе ______и реализует её в процессе
управления дочерней клеткой путем ____________; орган слуха позвоночных животных имеет
следующие функции: различение частоты звуковых колебаний (тональность звука), различение
амплитуды (громкость звука), направление распространения звуковых волн.
Укажите экологическое и эволюционное значение мультифункциональности.
Терморегуляция у млекопитающих обеспечивается: термоизоляцией (шерстный покров и
подкожный жир), усиление (или ослабление) окисления АТР, изменение просвета кожных
капилляров, изменение интенсивности работы сердца, ослабление или усиление испарения в
легких, ротовой полости и поверхности кожи (потовые железы есть не у всех млекопитающих).
Вопрос: Газообмен у амфибий осуществляется через 3 дыхательные поверхности:________
(около 10% потребления 02), _________ (от 15 до 50% потребления 02 и 5-15% выведения С02) и
______ (около 40% потребления 02 и 80-100 % выведения С02). Какие преимущества дает такой
баланс трех дыхательных поверхностей амфибиям?
Какова основная биологическая функция
биологически важных жизненных функций?
принципа
множественного
обеспечения
Основные типы функциональной эволюции:
интенсификация функций, уменьшение числа функций, полимеризация,
компенсации функций, расширение функций, субституция функций.
олигомеризация,
Отнесите к тому или иному типу приведенные ниже примеры функциональной эволюции
подсистем организма: (функциональная специализация клеток, их органелл и молекул,
постоянство организации (но не изменчивости) нуклеиновых кислот и белков, участвующих в
репликации, транскрипции и трансляции, белки осуществляющие эпигенетические процессы
метаболизма – цикл Кребса, гликоксилатный цикл у бактерий, дрожжей, шляпочных грибов,
зеленых водорослей, высших растений, нематод, позвоночных, Na+-K+атефаза поляризованных
клеток.
Существуют 2 пути (Уголев, 1985) которыми процессы внутриклеточного метаболизма
могут перестраиваться: блоки могут подвергаться перекомбинации, обеспечивая другие функции
целостного организма, или при изменении условий их функционирования может происходить
смена их функций. Приведите примеры.
Прогрессивное развитие легких от тонкостенного гладкого мешка, до альвеолярной
структуры легких крокодилов и млекопитающих, «двойного дыхания» (опишите механизм) птиц;
эволюция мышц от эпителиально-мышечных клеток к гладкому мышечному волокну и к
45
поперечно-полосатому мышечному волокну (каково основное направление эволюции функции в
последнем случае?).
У змей функция локомоции, выполнявшаяся у их предков парными конечностями,
выполняется движением ребер, управляющих роговыми щитками и боковыми изгибами тела.
Вторичная сегментация тела пиявок, 150 пар жаберных щелей у современных круглоротых
по сравнению с их древними предками, у которых были 14 пар.
Приведите свои примеры функциональной эволюции. Укажите их экологическую и
эволюционную роль. Можно ли утверждать, что во всех случаях функциональная эволюция на
филогенетических временах (единицы – сотни миллионов лет) – это всегда компромисс между
оптимизацией выполнения данной функции и сохранением достаточной пластичности
организации, позволяющей приспосабливаться к изменениям условий среды.
КООРДИНАЦИИ (ФИЛЕТИЧЕСКИЕ КОРРЕЛЯЦИИ)
К.М. фон Бэр: «Целостность организма тем выше, чем сильнее он дифференцирован».
Правило М. Эдвардса: «В процессе
дифференцируются, а их части специализируются».
прогрессивной
эволюции
организмы
Вопросы:
1. Биологические координации не очень прочны. Подтвердите данное утверждение на
примерах.
2. Топографические координации характеризуются относительной лабильностью. Докажите
данное утверждение на примерах.
3. Многие системы динамических координаций какой-либо своей частью непосредственно
связаны с внешней средой (Эктосоматические и эндосоматические органы, А.Н. Северцов, 1939;
органы внешней и внутренней среды, Захваткин, 1953; рефлекторная дуга, как авторегуляторный
цикл, замкнутый через компоненты внешней среды, где прямая связь осуществляется органами –
эффекторами, обратная – рецепторами, а управляющим блоком является центральная нервная
система). Смысл подобных подходов состоит в том, что эктосоматические органы меняются под
непосредственным действием естественного отбора, а эндосоматические – эволюционируют в
результате коррелятивных связей с эктосоматическими. Приведите примеры.
4. В чем выражается явление гетеробатмии – разноуровневой организации особей данного
таксона (Тахтаджан, 1966). Приведите примеры.
5. Поскольку связи внутри координационной системы прочнее, чем между системами,
каждая такая система эволюционирует как единое целое. Если же этого не происходит, возникает
дискоординация, снижающая приспособленность, часто имеющая значение эволюционного
запрета, при котором система становится не способной к дальнейшей прогрессивной эволюции.
Приведите пример эволюции такой системы.
6. Самой общей динамической координацией является метаболизм (Шмальгаузен, 1969).
Связность звеньев координационной системы ускоряет эволюцию. Изменения в одном звене
вызывает перестройку всей системы. Опишите схему метаболизма как координационной системы.
Общий вывод к теме: Эволюция координационной системы представляет собой следствие
эволюционной перестройки онтогенетических корреляций. Отбор идет по функциям, но
непосредственным результатом его действия на организм, является эволюция онтогенеза. Если бы
морфогенез не перестраивался под действием отбора, не происходили бы и координационные
изменения подсистем организма.
ТЕМА: ФИЛОГЕНЕЗ ТАКСОНОВ
46
На длительных (макроэволюционных) периодах эволюции процесс смены экологической
ниши определяется организацией особей вида и условиями среды, а их взаимодействие
обуславливает дальнейшую перестройку организации, т.е. направление филогенеза.
Концепция адаптивной зоны Дж. Симпсона (1948). Под адаптивной зоной он понимал
комплекс условий внешней среды, где протекает эволюция данного таксона, и которые
определяют направление его эволюции.
Пример АЗ (адаптивной зоны): среда обитания и, тем самым, среда эволюции любого
надвидового таксона, причем, чем выше ранг этого таксона, тем менее четко могут быть выделены
те ограничения, которые накладывают условия существования в его АЗ на эволюцию этого
таксона.
Например, АЗ наземных хищных млекопитающих Carnivora определяется тем, что эти
животные занимают в экосистемах положение консументов II и III порядков. Однако, поскольку
многие хищные млекопитающие могут питаться и растительной пищей, можно говорить о том,
что для них основным является трофический уровень II порядка, а уровни I и II порядка –
дополнительными. Это очень нечеткая характеристика АЗ тем не менее определяет весь комплекс
морфофизиологических особенностей, позволяющих отнести к этому отряду любой входящий в
него вид, от выдры, ведущей полуводный образ жизни, до куницы ведущей преимущественно
древесный образ жизни. Строение зубной и пищеварительной систем, системы локомоции,
развитие мозга и органов чувств – все подчинено задаче добывания пищи. Тому же подчинена и
динамика численности популяций. Хищников не может быть больше, чем их жертв. В противном
случае не будут оправдываться энергетические затраты на добывание корма. В рамках
ограничений, накладываемых АЗ, сформировалось все разнообразие видов современных наземных
хищных млекопитающих.
Вывод: границы этой зоны определяются, с 1 ст., организацией хищных, а с др. – соседней
АЗ консументов I порядка – травоядных животных.
Вопрос: что было бы, если бы эволюция хищного животного пошла бы в сторону
травоядности? Укажите основные ограничения.
При дивергенции какого-либо чаще наблюдается дробление его адаптивной зоны, а не выход
в новую зону. На примере докажите данный вывод (на примере способа охоты хищных
млекопитающих). Дробление АЗ приведет к видовой экологической нише.
Схематическое изображение характерных особенностей трех главных форм эволюции
(Симпсон, 1948)
Видообразование
Филетическая эволюция
Квантовая эволюция
Вывод: возникновение нового таксона надвидового ранга, как правило, результат освоения
новой адаптивной зоны, достаточно широкой, чтобы в ней могла идти дивергенция. Однако
вселение в новую зону непосредственно не приводит к появлению таксона высшего ранга.
Освоению новой АЗ способствует то, что таксон эволюционирующий в направлении
зоны, неизбежно попадает в промежуточные между обеими зонами условия среды. В
условиях вырабатываются адаптации, подготавливающие таксон к существованию в новой
(преадаптации по Дж. Симпсону, 1948; организационными предпосылками освоения новых
по И.И. Шмальгаузену, 1964).
этой
этих
зоне
сред
ДИВЕРГЕНЦИЯ
Дивергенция – это возникновение различий на основе одной и той же организации.
Изобразите схематически дивергенцию.
47
Вопрос: каковы, по вашему мнению, причины дивергенции? Выберите из вариантов
(расхождение по разным экологическим нишам, межвидовая конкуренция). Когда может
прекратиться дивергенция?
Может ли возникать веер дочерних форм (более двух дивергирующих линий от общего
предка). Обоснуйте ваш ответ.
ПАРАЛЛЕЛЬНАЯ ЭВОЛЮЦИЯ
После дробления АЗ, когда дивергенция прекращается и каждый филум адаптируется к
условиям своей зоны, наступает период параллельной эволюции. Параллелизм – это
возникновение сходных признаков на общей организационной основе. Изобразите схематически
данный способ филогенеза таксонов.
Какие органы, по вашему мнению, эволюционировали параллельно у двоякодышащих и
кистеперых рыб, оказавшихся в сходной среде обитания в конце силура. Выберите варианты
(легкие, развитие малого круга кровообращения, образование трехкамерного сердца, строение
конечностей).
Чем больше сходство среды при параллельной эволюции, тем глубже параллелизм.
Закон параллельных рядов эволюции тканей (Заварзин, 1941): ткани служат основой всех
морфологических структур, но одна и та же ткань может использоваться для построения разных
органов.
Например, брюшную нервную цепочку первичноротых и спинной мозг хордовых можно
рассматривать как гомологичные ткани, но не гомологичные органы. Первый этап параллельной
эволюции нервной ткани характеризуется: диффузностью и поливалентностью нейронов,
диффузностью их синапсов, неразграниченностью ассоциативных элементов, наличием
перимедуллярного сплетения. Зональность мозга наблюдается лишь в области вхождения
моторных корешков (характерны нервной ткани многощетинковых червей и личинкам
круглоротых, филогенетическое родство которых настолько отдаленное, что достоверно не
прослеживается). В дальнейшем в обоих рядах (первичноротых и вторичноротых) одинаково
происходят редукция перимедуллярного сплетения, дифференцировка сенсомоторных синапсов,
выделение моторной и сенсорной зон. Параллельное прогрессивное развитие нервной ткани
вполне объяснимы с точки зрения принципа интенсификации функций: совершенствование
действия смены функций, например, переход от гладкой мышечной клетки к поперечно
исчерченной.
Инадаптивная и эвадаптивная эволюция (А.П. Расницын, 1983). Инадаптивные таксоны
быстро эволюционируют и быстро сходят со сцены. Эвадаптивные эволюционируют медленнее и
замещают инадаптивные таксоны в палеонтологической эволюции.
Вопрос: Что, по вашему мнению, является причиной медленности эволюции таких таксонов?
Вывод: конкуренция параллельных филумов, занимающих соседние адаптивные зоны,
может привести к трем результатам. 1) Вытеснение менее приспособленной группы другой, более
приспособленной. Такая эволюция может продолжаться неограниченно долго. 2) Возможен
случай, когда вытеснения вследствие инадаптивной эволюции не происходит. Тогда продолжается
дивергенция каждого таксона в пределах своей АЗ, т.е. постепенное приспособление
эволюционирующих групп ко все более узким условиям среды – специализация,
сопровождающаяся дальнейшим дроблением АЗ данного таксона. 3) Опережающая группа может
успеть настолько хорошо приспособиться в своей АЗ, что отстающая оказывается неспособной
вытеснить её, и сама вымирает.
КОНВЕРГЕНЦИЯ
Конвергенция – возникновение сходных черт организации на изначально различной основе,
т.е. путь развития аналогичных приспособлений.
48
При конвергенции четко проявляется воздействие среды на организацию: водная среда
требует обтекаемой формы тела и сдвинутого назад органа локомоции, полет и даже длинный
прыжок – опоры на воздух, т.е. увеличение поверхности тела. Приведите примеры.
МОНОФИЛИЯ И ПОЛИФИЛИЯ ПРОИСХОЖДЕНИЯ НАДВИДОВЫХ ТАКСОНОВ
Существуют 2 противоположные точки зрения на происхождение таксонов высшего ранга –
подклассов, классов, надклассов: монофилия – любой таксон надвидового ранга берет свое начало
от исходного вида, от которого в процессе адаптивной радиации возникает все разнообразие
включаемых в данный таксон систематических групп (концепция строгой монофилии А.Н.
Северцова, 1939; Шмальгаузена, 1969; или парафилии Henning, 1969).
Сторонники теории полифилетического происхождения (палеонтологи) считают, что
таксоны высокого ранга могут происходить от нескольких, иногда очень далеких по своему
систематическому положению исходных групп.
Теория строгой монофилии подразумевает дивергенцию и признание в качестве
естественной систему, основанную на критерии происхождения. Концепция ограниченной
полифилии и близкая к ней точка зрения Симпсона, не отрицая принципа дивергенции как
такового, подразумевают возможность независимого перехода в новую адаптивную зону двух или
большего числа филогенетических ветвей исходного таксона. В дальнейшем эти ветви
эволюционируют в новой зоне конвергентно или параллельно.
Причинами создания теорий полифилетического происхождения таксонов высшего ранга
служат два обстоятельства: распространенность параллелизмов и отсутствие переходных форм
между исходными дочерними таксонами, а также между основаниями ветвей адаптивной
радиации дочернего таксона, что привело к появлению теории квантовой эволюции Дж. Симпсона
(1948).
Выскажите свое мнение в пользу той или иной концепции.
ГЛАВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ЭВОЛЮЦИОННОГО ПРОЦЕССА. ОСНОВНЫЕ ПУТИ
БИОЛОГИЧЕСКОГО ПРОГРЕССА
Направление филогенеза каждого конкретного таксона определяется адаптивной зоной (АЗ),
в которой этот таксон эволюционирует, и возможности перестройки организации данной группы.
Проблема главных направлений эволюционного процесса анализирует соотносительную роль
каждого из упомянутых факторов в определении этих направлений, показывает, какими путями
может повышаться приспособленность, т.е. какими путями вообще может происходить эволюция.
ИСТОРИЯ ВОПРОСА
Ж.Б. Ламарк. Выделял два эволюционных процесса: повышение уровня организации
(градация) и возникновение разнообразия типов организации на каждом уровне.
Приведите механизмы обоих направлений эволюции по Ламарку!
Ч. Дарвин. Считал эволюцию процессом приспособления, а следовательно, повышение
уровня организации – только частным случаем этого процесса.
Раскройте механизм прогрессивной эволюции по Дарвину.
Б. Ренш. Как и Ламарк, считал, что эволюция может идти и по горизонтали, и по вертикали.
Адаптивную радиацию (возникновение разнообразия на данном уровне организации) он назвал
кладогенезом, а выход на новый уровень адаптивной радиации – анагенезом.
Дж. Хаксли. Для обозначения уровней организации использовал термин «грады» (ступени
Ламарка) и ввел третье направление эволюции – стасигенез, явление эволюционной стабилизации,
т.е. сохранение неизменяющихся, персистирующих ветвей. Анализ направлений эволюции привел
Дж. Хаксли к постановке вопроса: куда вообще идет эволюция и что может служить критерием
49
прогрессивности? Отсюда парадокс Дж. Хаксли: кто более прогрессивен – человек или
туберкулезная бацилла, вызывающая это заболевание?
А.Н. Северцов. Он, как и Дж. Хаксли исходили из дарвиновского положения о том, что
повышение уровня организации – частный и необязательный результат эволюции, возникающий
при действии тех же факторов, которые обуславливают любое другое приспособление.
Преимущество же теории А.Н. Северцова в том, что основное преимущество обращено не на
критерии, а на результаты различных путей эволюции. Понятие биологического прогресса
выражает то же самое, что и понятие прогрессивной эволюции. Поэтому критерии биологического
прогресса, предложенные А.Н. Северцовым, относятся не к организму, а к виду и надвидовым
таксонам. Критерии эти следующие: 1) увеличение численности; 2) расширение ареала; 3)
прогрессивная дифференциация – увеличение числа систематических групп, составляющих
данный таксон: видов в роде, видов и родов в семействе, семейств в отряде и т.д.
В чем заключается эволюционный смысл выделенных критериев?
Антитезу биологического прогресса представляет собой биологический регресс, в
пределе приводящий таксоны к вымиранию. Каковы, по вашему мнению, могут быть критерии
биологического регресса?
Путей достижения биологического прогресса несколько. А.Н. Северцов назвал их главными
направлениями эволюционного прогресса: 1. Ароморфоз, или морфофизиологический прогресс,
т.е. повышение уровня организации в общепринятом смысле слова. 2. Идиоадаптация – выработка
частных приспособлений. 3. Общая дегенерация, морфофизиологический регресс, или вторичное
упрощение организации. 4. Ценогенез – выработка провизорных приспособлений,
обеспечивающих выживание организмов на ранних стадиях онтогенеза. Приведите примеры.
Основное значение теории А.Н. Северцова: она объяснила факт существования в одно и то
же время форм, находящихся на разных уровнях организации: они равно идут по пути
биологического прогресса, только разными дорогами.
Эколого-морфологический подход И.И. Шмальгаузена к этой проблеме дал возможность
рассматривать ароморфозы не только как морфологические адаптации, позволяющие
подняться на новый уровень организации, но и как приспособления широкого значения,
обеспечивающие повышение экологической валентности таксона. Идиоадаптацию И.И.
Шмальгаузен разделил на два типа приспособлений: алломорфоз и специализацию. Под
алломорфозом он понимал преобразование организации, связанные с дальнейшим
приспособлением при сохранении того же, что и у предков, типа отношений со средой.
Специализация же рассматривалась как снижение экологической валентности, т.е. как
приспособление к условиям среды. И.И.Шмальгаузен показал, что в большинстве
филогенетических ветвей наблюдается довольно четкое чередование фаз преобразований
организации в филогенезе данного таксона – фаз адаптациоморфоза: эволюция крупного
таксона начинается обычно с ароморфоза, затем таксон переходит к алломорфозу и далее к
специализации.
И.И.Шмальгаузен считал специализацию гетерогенным явлением, выделяя четыре её типа:
теломорфоз (относятся специализация по питанию, возникновение особых защитных
приспособлений и другие случаи явного сужения ароморфоза, т.е. в данном случае действует
правило Ш.Депере: группа, вставшая на путь специализации, эволюционирует только в сторону
дальнейшей специализации), гиперморфоз (переразвитие, гигантизм), катаморфоз (общая
дегенерация, связанная с утратой потомками ароморфозов, приобретенных предками) и
гипоморфоз (неотения, выпадение взрослой стадии).
Используя концепцию адаптивной зоны охарактеризуйте результаты преобразований
организации в филогенезе таксона.
ТЕМА: ЭВОЛЮЦИЯ ЭКОСИСТЕМ
50
Трудности изучения эволюции экосистем: продолжительностью их существования (по
сравнению с видами); постоянством их макроорганизации, три троф. уровни сформировались на
ранних этапах эволюции биосферы; подвижностью структуры сукцессий и их пространственных
границ, что затрудняет их палеонтологическое исследование.
Что считать эволюцией экосистем? Экосистеме свойственны 2 механизма, обеспечивающие
преемственность их структуры во времени: генетический механизм, действующий на
популяционно-видовом уровне организации жизни и наследственность, действующая на уровне
экосистемы как целого. Отсюда 2 подхода. Сукачев В.Н. – Эволюция экосистем (филоценогенез)
происходит по мере эволюции видов, составляющих экосистему, т.е. путем специогенеза
(видообразования). Жерихин (1997) дополнил представления об эволюции экосистем понятием
экогенез: внедрение новых видов или выпадение их из структуры сообществ. Эти явления могут
быть обозначены специальными терминами - трансгенез (внедрение новых видов) - выпадение
видов (элизии) или смене доминантных видов (эзогенез). Они не менее важны, чем специогенез
(видообразование). Между тем в экосистемах имеется очень важный механизм, сдерживающий
специогенез. Это коадаптивные комплексы – комплексы видов в результате предшествующей
коадаптивной эволюции, связанных между собой более тесно, чем с другими подобными
комплексами.
При подходе к эволюции сообществ как экогенетическому процессу возникают два
затруднения. 1) не всегда выпадение видов, их внедрение или смена доминантов является
эволюционным событием.
Существуют представления, связанные с возможностью совместной эволюции
коадаптивных комплексов. В этом случае они рассматриваются как элементарная
эволюционирующая единица, у которой можно выделить все необходимые для
эволюционирующей единицы признаки – дифференциальное размножение, достаточно высокие
количественные показатели, высокое разнообразие и т.п.
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ КРИЗИСЫ. Аральский кризис. Меловой БЦ кризис. Голосем.покрытосем. Когер. (медленно) и некогер. Эволюция (совпадает со специогенезом) – быстро. –
своб. экол. ниши.
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины (модуля)
а) основная литература:
1. Алтухов Ю.П. Генетические процессы в популяциях. М., 1983. 278 с.
2. Берман З.И., Завадский К.М., Зеликман А.Л. и др. История эволюционных учений в
биологии. Л. 1998
3. Грант В. Эволюционный процесс. М., 1991.
4. Еськов К.Ю. История Земли и жизни на ней. М.МАИК, 2000. 351 с.
5. Майр Э. Популяция, виды и эволюция. М. Мир. 1974. 466 с.
6. Наумов Н.П. Экология животных. М. 1963. 618 с.
7. Тимофеев-Ресовский Н.В., Воронцов Н.Н., Яблоков А.В. Краткий очерк теории
эволюции. М., 1977.
8. Северцов А.Н. Главные направления эволюционного процесса. М. 1967. 201 с.
9. Северцов А.С. Теория эволюции. М., 2005. -380 с.
10. Северцов А.С. Теория эволюции. М.: Владос, 2005. – 380 с.
11. Шварц С.С. Экологические закономерности эволюции. М. 1980. 277 с.
12. Шилов И.А. Экология. М. 1997. 512 с.
13. Эволюция биосферы и биоразнообразия. К 70-летию А.Ю. Розанова. М.: Т-во научных
изданий КМК. 2006. 600 с.
14. Яблоков А.В., Юсуфов А.Г. Эволюционное учение. М. 1976. 336 с.
б) дополнительная литература:
1. Воронцов Н.Н. Развитие эволюционных идей в биологии. М., 2004.
2. Гилева Э.А. Хромосомная изменчивость и эволюция. М. 1990. 141 с.
51
3. Жерихин В.В. Избранные труды. М.: Товарищество научных изданий КМК, 2003. 542 с.
4. Иорданский Н.Н. Эволюция жизни. М.: «Академия», 2001.
5. Кальвин М., Сакс К. Химическая эволюция. М., 1974.
6. Кимура М. Молекулярная эволюция: теория нейтральности. М., 1985.
7. Ондар С.О. Коэволюция компонентов степных экосистем. Кызыл, 2000. 203 с.
8. Ондар С.О., Дубровский Н.Г. Биологические системы в разных временных масштабах.
Кызыл: ТувИКОПР СО РАН, 2006. в 3-х частях. 1250 с.
9. Пианка Э. Эволюционная экология. М. Мир. 1981. 399 с.
10. Работнов Т.А. Экспериментальная фитоценология. М. 1987. 160 с.
11. Разумовский С.М. Закономерности динамики биогеоценозов. М. 1983. 232 с.
12. Северцов А.С. Эволюционный стазис и микроэволюция. М.: Товарищество научных
изданий КМК. Авторская академия. 2008. 174 с.
13. Симпсон Дж. Темпы и формы эволюции. М. 1948
14. Степанян Л.С. Надвиды и виды-двойники в фауне СССР. М. 1983. 293 с.
15. Тахтаджян А.Л. Система и филогения цветковых растений. М.-Л. 1966. 611 с.
16. Тимофеев-Ресовский Н.В., Яблоков А.В., Глотов Н.В. Краткий очерк теории
эволюции. М. 1969. 301 с.
17. Чернов Ю.И. Эволюционный процесс и историческое развитие сообществ. Филогенез
и филоценогенез. М. 1984. С. 5-23.
18. Шилов И.А. Эколого-физиологические основы популяционных отношений животных.
М. 1987. 262 с.
19. Шмальгаузен И.И. Избранные труды. М. 1982. 373 с.
20. Эволюция биосферы и биоразнообразия. М.: Товарищество научных изданий КМК,
2006. 597 с.
в) программное обеспечение и Интернет-ресурсы
1. Ондар С.О., Дубровский Н.Г. Биологические системы в разных временных масштабах.
Кызыл: ТувИКОПР СО РАН, 2006. в 3-х частях. - 1250 с.
8. Материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля)
В учебном процессе для освоения дисциплины «Теория эволюции» используются
следующие технические средства:
 Компьютеры;
 Интернет-ресурсы.
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и
ПрООП ВПО по направлению и профилю подготовки 020400.62 БИОЛОГИЯ, бакалавр
БИОЛОГИИ.
Автор: д.б.н., профессор Ондар Сергей Октяевич
Рецензент: д.б.н., профессор Дубровский Николай Григорьевич
Программа одобрена на заседании УМС ТувГУ
от 13 января _ 2011 года, протокол № 5__.
52
Приложение 4
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ТУВИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ЕСТЕСТВЕННО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
КАФЕДРА ОБЩЕЙ БИОЛОГИИ
Утверждено на заседании кафедры
протокол № 4 от «26»_декабря 2010 г.
Зав. кафедрой общей биологии_____________
к.б.н., Назын Ч.Д.
Программа учебной практики
_Физиология растений_
(Наименование учебной практики)
Направление подготовки
020400.62 _биология_
Квалификация (степень) выпускника
Бакалавр
Кызыл 2010
53
1. Целью учебной практики по Физиологии растений является освоение физиологического
эксперимента и проведение самостоятельных исследований по основным разделам курса
физиологии растений.
2. Задачи учебной практики Физиологии растений
Задачами учебной практики Физиологии растений являются: углубление и закрепление
теоретических знаний, полученных студентами при изучении дисциплин предметной подготовки;
освоение методики постановки полевых и вегетационных опытов; изучение влияния различных
экологических факторов в естественных условиях на физиологические процессы; знакомство с
последними достижениями в области повышения урожайности и выращивания экологически
чистых продуктов; ознакомление с методикой проведения опытов, которые могут быть
поставлены в школе; изучение разнообразие растений и их физиологических особенностей.
3. Место учебной практики в структуре ООП бакалавриата
Учебная практика по Физиологии растений представляет базовую часть цикла ООП Б5
«Учебные и производственные практики» и базируется на учебные дисциплины
профессионального цикла ООП Б.3. Ботаника (1,2 семестр), Геология (1 семестр), География (2
семестр), Микробиология и вирусология (2 семестр), Цитология (1 семестр). В указанных
дисциплинах рассматривались теоретические основы Физиологии растений. Знания теоретических
основ данных дисциплин и учебная практика позволяет профессионально ставить задачи перед
полевыми работами, конкретные исследовательские задачи и интерпретировать полученные
результаты.
4. Формы проведения учебной практики по Физиологии растений
Ведущая форма
эксперимента.
полевой
практики
–
подготовка
и
проведение
физиологического
Студенты осуществляют самостоятельные физиолого-морфологические, биохимические и
физиологические исследования. В большинстве опытов проводится изучение физиологических
особенностей растений – представителей местной флоры, что способствует закреплению знаний
по ботанике. Проводя эксперименты, студенты закрепляют знания по физиологии растительной
клетки, водному режиму растений, минеральному и углеродному питанию, дыханию, обмену
веществ растений, росту и развитию растений, устойчивости. Студенты приобретают новые
знания о влиянии внешних и внутренних факторов на физиологические процессы растений.
В ходе практики студенты знакомятся в полевых условиях с путями адаптации растений к
условиям резко-континентального климата.
Практика проводится с целью углубления профессиональной подготовки студентов по
специальности Биология и сбора материала для курсовых и дипломных работ.
На базе практики студенты собирают материал для курсовых и дипломных работ, выполняют
самостоятельные научно-исследовательские работы. Для проведения производственной практики
разработана программа практики. В подготовительный период, в соответствии с темами курсовых
работ студенты составляют индивидуальные программы практики, календарные планы, которые
согласовывают с руководителями курсовых работ и руководителем практики. В конце практики
студенты готовят отчеты, с которыми выступают на заседании кафедры. По итогам практики
студенты получают зачет.
5. Место и время проведения учебной практики Агробиологическая станция Тывинского
государственного университета.
6. Компетенция обучающегося, формируемые в результате прохождения учебной
практики по Физиологии растений:
54
- следует этическим и правовым нормам в отношении других людей и в отношении
природы (принципы биоэтики), имеет четкую ценностную ориентацию на сохранение
природы и охрану прав и здоровья человека (ОК-1);
- использует в познавательной и профессиональной деятельности базовые знания в
области математики и естественных наук, применяет методы математического анализа и
моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОК-6);
- демонстрирует знание принципов структурной и функциональной организации
биологических объектов и механизмов гомеостатической регуляции; применяет основные
физиологические методы анализа и оценки состояния живых систем (ПК-3);
- демонстрирует знание принципов клеточной организации биологических объектов,
биофизических и биохимических основ, мембранных процессов и молекулярных механизмов
жизнедеятельности (ПК-4);
- применяет современные экспериментальные методы работы с биологическими объектами в
полевых и лабораторных условиях, навыки работы с современной аппаратурой (ПК-5);
В условиях учебно-полевой практики по физиологии растений студент должен:
знать:
- основные понятия по разделам физиологии растений;
- основы постановки физиологического эксперимента;
- методики физиологического эксперимента;
- физиологические особенности растений разных экологических групп;
- закрепить знания о процессах, лежащих в основе высокой продуктивности с/х культур:
работу фотосинтетического аппарата растений, особенности минерального питания, водного
обмена, дыхания, роста и развития; уметь провести наблюдения за растениями в естественной
обстановке;
уметь:
- изучить и оценить динамику физиологических процессов в онтогенезе растений,
суточные ритмы этих процессов, влияние на них экологических факторов;
- планировать и проводить опыты на делянках и в вегетационных сосудах;
- анализировать и сопоставлять материалы собственных наблюдений и делать из них
выводы; владеть навыками организации научно-исследовательской деятельности;
- применять на практике методики физиологических исследований;
- обрабатывать полученные результаты и делать по ним выводы;
- использовать современные образовательные технологии, приобретать новые знания;
- самостоятельно проводить исследования по тематике курсовых и дипломных работ,
выступать на конференциях, публиковать доклады;
владеть:
- владеть навыками полевых наблюдений за ростом, развитием растений, водным
обменом, фотосинтезом и др. физиологическими процессами;
- владеть методами статистической обработки данных;
- владеть способами отражения полученных результатов в виде таблиц, диаграмм,
графиков, схем и т.п.
55
7. Структура и содержание учебной практики по Физиологии растений
Общая трудоемкость учебной практики составляет __4,5__ зачетных единиц, ___162___ часов.
№ п/п
Разделы (этапы) практики
Виды учебной работы, на Формы
практике
включая контроля
самостоятельную
работу
студентов и трудоемкость (в
часах)
с преп
самост
текущего
1.
Введение
2
-
2.
Минеральное питание растений
20
20
Проверка полевых
дневников
3.
Фотосинтез
20
20
Проверка полевых
дневников
4.
Водный режим растений
20
20
Проверка полевых
дневников
5.
Рост и развитие растений
20
20
Проверка полевых
дневников
Итого
82
80
Содержание учебной практики
Содержание учебно-полевой практики раскрывается на занятиях, которые включают
теоретическую часть, практическую деятельность, самостоятельную работу с литературой,
выполнение индивидуальной работы.
Практическая часть включает:
1. выбор объекта исследования;
2. заложение опыта согласно методическим рекомендациям;
3. выполнение физиологического эксперимента;
4. обработку результатов и формулировку полученных выводов.
Полевая практика проводится в лаборатории физиологии растений. Опыты закладываются на
базе агробиостанции и в лабораторных условиях. Для проведения исследований используются
растения различных природных сообществ.
Индивидуальная работа.
Темы индивидуальных работ совпадают с темами лабораторно-практических занятий, которые
студенты выполняют во время полевой практики.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Биотест как метод исследования экологического состояния почвы, воды.
Физиологические особенности листьев разных ярусов.
Физиологические особенности растений, растущих в разных условиях освещения.
Влияние фитогормонов на рост растений.
Исследования влияния гуминовых препаратов на показатели водного обмена растений.
Физиологические особенности растений, растущих в условиях антропогенного прессинга.
Влияние факторов внешней среды (освещенность, температура) на рост растений.
Исследования влияния водного стресса на физиологические процессы у растений.
Влияние известкования почвы на рост и другие физиологические процессы растения.
56
10. Влияние внекорневого питания на физиологические процессы растений.
11. Влияние предпосевной обработки семян растворами микроэлементов на фиизологические
процессы растений.
12. Анатомо-морфологические и физиологические особенности листьев нижних и верхних
ярусов.
13. Влияние фотопериода на развитие длиннодневных и короткодневных растений.
14. Влияние эпина на рост, показатели водного обмена овощных, выращиваемых на
агробиостанции.
15. Влияние циркона на суточную динамику транспирации зерновых культур, выращиваемых
на агробиостанции.
16. Влияние кинетина, гетероауксина, гиббереллина на урожайность яровых зерновых
культур.
17. Исследование влияния фитогормонов на урожайность картофеля.
18. Изучение динамики фотосинтеза у различных сортов кабачка, тыквы (метод половинок).
19. Исследование донорно-акцепторных отношений в течение вегетационного периода у
злаковых культур.
20. Чистая продуктивность фотосинтеза яровых злаковых культур.
21. Динамика эндогенного содержания фитогормонов у разных растений, выращенных в
условиях агробиостанции.
22. Влияние фунгицидов на заболеваемость и урожайность злаковых культур.
Студенту, ответственному за конкретную работу, необходимо собрать результаты
исследований, полученных другими студентами. Эти данные анализируются, статистически
обрабатываются. Выявляются закономерности изменения исследуемых показателей. Также
проводится анализ литературных данных по теме индивидуальной работы. Результаты
индивидуальной работы предоставляются в форме доклада.
Введение
Знакомство студентов с целями и задачами полевой практики. Методика постановки
опытов.
Минеральное питание растений
Методика постановки полевых опытов.
Определение потребности растений в удобрениях по химическому анализу их сока.
Влияние известкования почвы на растения.
Определение pH почвы. Растения – индикаторы почвы.
Влияние внекорневого питания на физиологические процессы растений.
Влияние предпосевной обработки семян растворами микроэлементов на растения.
Методика постановки опытов с почвенными и песчаными культурами.
Влияние микроэлементов на рост растений.
Методика постановки опытов с водными культурами.
Выращивание растений на искусственных средах, увлажняемых питательными
растворами (гидропоника).
Особенности азотного питания бобовых растений. Симбиотические азотфиксаторы.
Фотосинтез
Определение содержания пигментов в листьях растений, выращенных в разных условиях.
Методы обнаружения и определения интенсивности фотосинтеза.
Определение интенсивности фотосинтеза по образованию сухого вещества (метод
половинок).
Определение чистой продуктивности фотосинтеза различных с/х культур.
Накопление первичного (ассимиляционного) крахмала в клетках листьев С3- и С4растений.
Водный режим растений
Определение содержания воды в растениях.
Влияние влажности на рост и развитие растений (вегетационные опыты в почвенных
культурах).
57
Плач растений. Суточная периодичность плача.
Сравнение транспирации верхней и нижней сторон листа хлоркобальтовым методом по
Шталю.
Определение интенсивности транспирации при помощи весов по Иванову.
Определение устьичной и кутикулярной транспирации в онтогенезе листа.
Дневной ход транспирации (в разных метеорологических условиях).
Наблюдения за движением устьиц в течение дня.
Определение состояния устьиц методом инфильтрации по Молишу, методом отпечатков
по Полаччи.
Наблюдения за изменением траспирационного коэффициента и продуктивности
траспирации в онтогенезе растений.
Определение дневного водного дефицита у растений по Литвинову.
Анатомо-морфологические и физиологические особенности листьев нижних и верхних
ярусов. Закон Заленского.
Определение водоудерживающей способности растений.
Определение жаростойкости по Мацкову.
Определение устойчивости к обезвоживанию по Генкелю.
Рост и развитие растений
Динамика роста стебля в зависимости от условий минерального питания.
Определение прироста сырого и сухого вещества у растений, выращенных в разных
условиях.
Определение площади листьев. Влияние гиббереллина на динамику роста стебля.
Влияние ИУК на укоренение черенков.
Влияние фотопериода на развитие длиннодневных и короткодневных растений.
Определение активности фитогормонов методом биотестов.
Определение содержания фитогормонов в различных с/х растениях.
Влияние регуляторов роста на динамику протекания ростовых процессов.
Влияние регуляторов роста на урожайность различных с/х култур.
Ярусная изменчивость морфологических признаков.
Морфологическое действие света.
Определение темпов роста растений по нарастанию вегетативной массы.
Наблюдение за периодичностью роста.
8. Образовательные, научно-исследовательские и научно-производственные технологии,
используемые на учебной практике.
Во время летней полевой практики используются следующие технологии: вводная лекция,
лекция по технике безопасности, по методике проведения полевого эксперимента. Лекционные
курсы читаются с использованием мультимедийной техники. Особенно важно исследовать
влияние техногенных факторов на физиологические процесса и показать возможность повышения
экологической устойчивости растений к тяжелым металлам, засолению, закислению почв и
другим неблагоприятным изменениям окружающей среды. Предусматриваются проведение
самостоятельной работа студентов под контролем преподавателям на всех этапах полевых практик
и обработки получаемых данных. Осуществляется обучение правилам написания отчета по
практике. Студенты работают с периодической литературой и Интернетом.
9. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов на учебной
практике
(Приводятся контрольные вопросы и задания для проведения текущей аттестации по разделам
(этапам) практики, осваиваемым студентом самостоятельно).
Самостоятельная работа студентов
Рекомендуется давать студентам задания для самостоятельного изучения какого-то
отдельного вопроса, графического оформления или математических (статистических) расчетов,
58
задания по тестам, работу со схемами, выполнение докладов и рефератов, а также проводить
некоторые самостоятельные эксперименты по заданию преподавателя.
Раздел «Водный режим растений»
1. Как меняется соотношение устьичной и кутикулярной транспирации у листьев в
процессе их жизни?
2. У какого растения интенсивность транспирации выше: у отдельно растущего или в
густом посеве? Обоснуйте.
3. Растение выдержано несколько часов в темноте, а затем выставлено на солнечный свет.
Как изменится транспирации?
4. При небольшом суммарной площади устьиц транспирация с их поверхности в десятки
раз больше, чем это должно бы быть, если исходить из занимаемой ими площади.
Объясните.
5. Изменится ли интенсивность «плач» растений, если: 1) почву полить теплой водой; 2)
почву полить питательным раствором (например, Кнопа )?
6. Как объяснить «плач» березы при поранении ствола ранней весной и отсутствие этого
явления летом?
7. У некоторых растений перед дождем появляются капли воды на кончиках листьев. Как
объснить это?
8. Можно ли в ряде случаев отличить гуттацию от росы на траве?
9. Как объяснить завядание листьев в жаркий день при достаточном количестве воды в
почве и прекращении водного дефицита ночью?
10. Что опаснее для растений: дневной или ночной водный дефицит?
11. В чем наиболее частая причина гибели пересаживаемых сеянцев деревьев?
12. Как опушенность листьев влияет на водный режим растений?
13. Как проявляется ксероморфизм листьев, и какими факторами он обусловлен?
14. Как меняется анатомическое строение листьев от нижних ярусов к верхним?
15. Как меняется оводненность листьев от нижних ярусов к верхним?
16. Летом получили пасоку травянистого растения и провели пробы с нингидрином, с
Фелинговой жидкостью и подействовали дифениламином в серной кислоте.Какие
вещества предполагалось обнаружить?
17. Две подвядшие ветки сирени поставлены в сосуд с водой. У одной из них сделали срез
стебля под водой. Какая ветка быстрее восстановит тургор? Объяснить.
18. Вода в растениях поднимается на десятки метров. За счет чего достигается прочность
водяных нитей?
Можно ли доказать наличие водяных нитей в стволах деревьев?
С какой скоростью перемещается вода от корней к листьям?
Рассчитать продуктивность транспирации, если известно, что транспирационный
коэффициент равен 550.
Определить транспирационный коэффициент растения, если продуктивность
транспирации равна 4.Что дополнительно можно сказать об этом растений?
Сколько литров воды дает выпадение осадков в количестве 1 мм на 1 гектар?
19. запас продуктивной влаги перед посевом в метровом слое почвы равен 350 мм. За время
вегетации выпало 50 мм осадков. Какой может быть биологический урожай пшеницы, если
допустить, что вся вода использована растениями. Соотношение зерна и соломы 1:1,5.
Транспирационный коэффициент равен 400.
20. Листовой индекс посева горохо-овсяной смеси равен 6, относительная транспирация 0,25.
Чистая водная поверхность или посев горохо-овсяной смеси теряют воды больше?
21. Транспирационный коэффициент равен 350.Растения за 15 дней накопили 15 г. сухого
вещества. Сколько воды израсходовано растениями за это время?
22. Определите относительную транспирацию, если: интенсивность транспирации равна 3,6 г\дм
кв\час, а интенсивность испарения с чистой водной поверхности 12 г\дм кв\час?
59
23. Определить содержание воды в листьях ( в % от сырого вещества), если сырая масса их 18,0 г,
сухая-2,7?
24. Какой имелся запас доступной влаги ( в мм) на гектар посева, если урожай зерна пшеницы
составил 15 ц\га. Соотношение зерна и соломы 1:2. Транспирационный коэффициент 560.
25. За вегетационный период растения накопили 2,4 кг органического вещества и испарили 1512
литров воды. Вычислить продуктивность транспирации и транспирационный коэффициент.
Примеры и задачи
1. Как объяснить набухание в воде маслянистых семян несмотря на то, что жиры обладают
гидрофобными свойствами?
2. Корни одинаковых сеянцев погружены в сосуды с растворами безвредных солей. Осмотическое
давление растворов 0,1; 0,3; 0,5 и 0,7 МПа. Как будет происходить всасывание воды сеянцами,
если осмотическое давление клеточного сока корневых волосков этих растений составляет 0,5
МПа?
3. Растение посажено в почву, почвенный раствор которой имеет осмотическое давление 0,3 МПа.
В момент посадки осмотическое давление клеточного сока корневых волосков 1 Мпа, а
тургорное давление 0,8 МПа. Сможет ли это растение жит на данной почве? Объясните.
4. Два одинаковых сосуда наполнены почвой: в одном сосуде песчаная, в другом глинистая. Почва
в обоих сосудах полита до полного насыщения (содержание воды соответствует полной
влагоемкости почвы). В каком сосуде больше: а) обще содержание воды, б) количество
доступной для растений воды, в) мертвый запас воды. Как это объяснить?
5. В металлическом сосуде с почвой вырастили растение. После того как растение хорошо
развилось, полив прекратили, а поверхность почвы защитили от испарения. Когда у растения
стало наблюдаться состояние устойчивого завядания, из сосуд взяли пробу почвы 5,16 г и
высушили при 100 0С, после чего масса пробы стала равна 4,80 г. Определить коэффициент
завядания.
6. При определении коэффициента завядания методом, описанным в предыдущем задаче,
оказалось, что все растения при выращивании их на одной и той же почве дают почти
одинаковый результат независимо от их вида и возраста. Как это объяснить? С какими
особенностями растений связаны эти различия
7. Как объяснить, что при общей небольшой площади устьичных отверстий (не более 1/10 от
площади листьев интенсивность транспирации при благоприятных условиях водоснабжения
приближается к интенсивности эвапорации (испарения с свободной водной поверхности)?
8. На нижнюю поверхность листьев лещины в разные часы ясного летнего дня наносили капли
ксилола, бензола и этилового спирта. При этом наблюдалось следующее: в 5 ч утра указанные
жидкости не оставили на листе никакого следа в 7 получились пятна от ксилола и бензола, в 9
ч пятна дали все три жидкости, а в 13 пятен на листе не оказалось. Как объяснить эти
результаты?
9. Профессор Л.А. Иванов проделал следующий опыт: в начале зимы с побега бузины (без
отделения их от дерева) осторожным соскабливанием был удалён слой пробки. Находящиеся
на этих побегах почки у концу зимы погибли. Часть обнаженных от пробки мест была
обернута фольгой, и почки на них остались живыми Благополучно перезимовали и почки на,
неповрежденных побегах. Как объяснить результаты этого опыта?
10. Бумага, пропитанная раствором хлорида кобальта и просушенная до ярко-голубого цвета,
была приложена к двум сторонам листа дуба. С нижней стороны лист бумага порозовела через
15 мин, тогда как бумага, приложенная к верхней стороне изменила свою окраску только,
через З ч. Как объяснить полученные; результаты?
11. Побег, взвешенный сразу после срезания, имел массу 10,26 г, а через З мин - 10,17 г. Площадь
Листьев побега равна 240 см. Определить интенсивность транспирации?
12. Дерево с площадью листовой поверхности 12 м испарило за 2 ч 3 кг воды. Чему равна
интенсивность транспирации?
13. Сколько воды испарит растение за 5 мин, если интенсивность транспирации его 120 г/м2 ч, а
площадь листьев 240 см2?
14. Побег с площадью листьев 1,2 дм за 4 мин испарил 0,06 г воды. При тех же условиях со
свободной водной поверхности площадью 20 см2 за 2 ч испарилось 0,60 г. Определить
относительную транспирацию (отношение интенсивности транспирации к интенсивности
свободного испарения).
60
15. Сеянец был дважды взвешен с интервалом 5 мин. Результат первого взвешивания 2,52 г,
второго - 2,49 г. После этого растение высушили до абсолютно сухого состояния, причем его
масса оказалась равной 1а02 г. Найти экономность транспирации быстрому расходования
запаса воды; ответ выразить в процентах за 1 ч.
16. Определить экономность транспирации по следующим данным: интенсивность транспирации
25 г/м2ч, листьев 550 см2, сырая масса растения 20 г, абсолютно сухая масса 9 г.
17. 3а вегетационный период растения накопили 2,1 кг органического вещества и испарили 525 кг
воды. Определить продуктивность транспирации.
18. Чему равен транспирационный коэффициент дерева, испарившего за вегетационный период 2т
воды и накопившего за это время 10 кг сухого вещества?
19. Транспирационный коэффициент равен 125 мл/г. Найти продуктивность транспирации.
20. Продуктивность транспирации равна 4г/л. Найти транспирационный коэффициент.
21. Дерево за 1 ч испарило 500 г, а корневая система поглотила за это же время 450 г воды. Какие
условия внешней среды могли вызвать несовпадение количества поглощенной и испаренной
воды? Как это отразится на растении?
22. Как объяснить завядание листьев в жаркий летний день при достаточном количестве влаги
в/почве и ликвидацию водного дефицита ночью?
23. Растение было выдержано несколько часов в темноте, а затем выставлено на прямой
солнечный свет, Как изменится при этом транспирация? Почему?
24. Масса листа в состоянии полного насыщения была равна 1,02г, а после подвядания
уменьшилась до 0,90 г. Определить величину водного дефицита клеток листа (в процентах),
если известно, что абсолютно сухая масса этого листа 0,42 г.
25. В одном из опытов профессора Л.А. Иванова 20-летняя сосна была спилена затем торец пня
был тщательно смазан салом и закрыт клеенкой, после чего периодически определялась
влажность древесины пня, которая оказалась равной (%): 3/Х1 - 60,2; 5/Х1 - 62,2; 9/ХГ - 63,7.
Как объяснить полученные результаты?
26. Как объяснить «плач» березы при поранении ствола ранней весной и отсутствие этого явления
в летнее время?
27. У некоторых комнатных растений незадолго перед дождем появляются капли воды на
кончиках листьев. Как объяснить это явление?
28. В двух плошках с почвой были выращены проростки кукурузы при одинаковых условиях.
Затем одну плошку поставили в сосуд водой комнатной температуры, а вторую - в сосуд с
водой, нагретой до 30 0С, после чего обе плошки закрыли стеклянными колпаками. У каких
проростков будет наблюдаться более интенсивная гуттация? Как это объяснить?
29. Ветка ивы была срезана с дерева, поставлена в банку с водой и закрыта стеклянным колпаком.
Будет наблюдаться гуттация у этой ветки? Объясните?
30. Двулетняя ветка сосны срезана с дерева стебля выше уровня жидкости в банке. Какие части
стебля будут: а)интенсивно окрашены, б)слабо окрашены, в)совсем не окрашены краской?
Какой вывод можно сделать на основе этого опыта?
31. Две подвядшие ветки сирени поставлены в сосуд с водой, причем у одной из веток срез стебля
был возобновлен под водой. Какая из веток быстрее и полнее восстановит свой тургор?
Почему?
Раздел «Фотосинтез»
1. Напишите суммарную формулу фотосинтеза. Какую роль сыграло оно в изучении
фотосинтеза?
2. Какое значение имеет фотосинтез для самого зелёного растения и для жизни на Земле
вообще?
3. Какие особенности строения листовой пластинки помогают поглощению СО2? Поддержанию
водного гомеостаза листа?
4. Каковы свойства листа как оптической системы? От каких факторов зависят эти свойства?
5. Какое строение имеет гранальный и агранальный хлоропласт? Какие свойства присущи
хлоропластам?
6. Что такое кранц-анатомия листа? У каких растений она развита?
7. Какие пигменты участвуют в фотосинтезе у высших растений?
8. Что представляет собой хлорофилл по химической природе? Чем отличается хлорофилл а от
хлорофилла в? Какими химическими и физическими свойствами обладает хлорофилл? На
61
какие части делят молекулу хлорофилла по свойствам? Какие функции выполняет каждая
часть молекулы? Каковы оптические свойства хлорофиллов?
9. Какие лучи хлорофиллы поглощают максимально? Что такое флюоресценция?
10. Как синтезируется хлорофилл? От каких факторов зависит синтез хлорофилла?
11. Что происходит с молекулой хлорофилла, поглотившей квант света? На что может
израсходоваться энергия поглощенного кванта?
12. Что представляют собой каротиноиды по химической природе? Какими свойствами они
обладают? Какие лучи света они поглощают?
13. Из чего состоит первая фотосинтетическая система (ФС I) и вторая фотосинтетическая
система (ФС II)? Чем отличается пигмент-ловушка от антенных пигментов?
14. В чём суть световой фазы фотосинтеза? Как происходит циклический транспорт электронов?
Как происходит нециклический транспорт электронов? Из чего состоит электронтранспортная цепь фотосинтеза? Что такое фотофосфорилирование?
15. Какие вещества являются конечными продуктами световой фазы фотосинтеза? Для чего они
используются?
16. Как происходит восстановление СО2 в цикле Кальвина? Почему этот цикл получил название
С3-путь фотосинтеза? Какой фермент учавствует в карбоксилировании? Каке вещества
являются первичными, промежуточными и конечными продуктами этого цикла?
17. Какие растения называются С3-растениями? С4-растениями?
18. Как происходит восстановление СО2 у С4-растений? Какие ферменты участвуют в первичном
и вторичном карбоксилировании? Почему цикл восстановления СО2 Хетча-Слека называют
С4-путь фотосинтеза?
19. Как происходит восстановление СО2 у суккулентов? Какие реакции цикла САМ нуждаются в
продуктах световой фазы фотосинтеза? Почему поглощение СО2 и его восстановление
разобщены во времени? Когда происходит первичное карбоксилирование?
20. Какой процесс называется фотодыханием? Как он происходит? Какова роль фотодыхания в
жизни растений?
21. В каких единицах измеряется интенсивность фотосинтеза? Что такое ассимиляционное число,
фотосинтетический коэффициент, квантовый расход и квантовый выход?
22. Как зависит интенсивность фотосинтеза от каких внешних и внутренних факторов?
23. Как изменяется интенсивность фотосинтеза при быстром изменении напряжённости какоголибо фактора?
24. Как происходит саморегуляция фотосинтеза на организменном, органном, клеточном
уровнях? в посеве? Какие системы участвуют в саморегуляции фотосинтеза? Как это
происходит?
Примеры и задачи
1. Известно, что днем зеленые растения обогащают атмосферу кислородом, а ночью
диоксидом углерода. Как это объяснить?
2. Как доказать при помощи метода крахмальной пробы необходимость света для
фотосинтеза?
3. Как поставить опыт, доказывающий необходимость диоксида углерода для
фотосинтеза?
4. К спиртовой вытяжке из зеленого листа добавили вдвое больший объем, бензина,
тщательно взболтали и дали отстояться. Какова будет окраска спирта и бензина?
5. При помощи какой реакции можно доказать, что хлорофилл является сложным
эфиром? Напишите уравнение этой реакции.
6. К спиртовой вытяжке из зеленого листа добавили несколько капель 20;4-ного
раствора КОН, прилили бензин, тщательно взболтали и дали отстояться. Какова
будет окраска спирта и бензина? Какие вещества будут растворены в указанных
растворителях?
7. При помощи какой реакции можно доказать, что в молекуле хлорофилла
содержится атом магния? Напишите уравнение этой реакции.
8. К раствору феофитина добавили несколько кристаллов уксуснокислой меди и
нагрели до кипения. Как изменится при этом окраска раствора?
62
9. Как объяснить разную окраску спиртовой вытяжки из зеленого .листа при
рассматривании ее в проходящем и отраженном свете?
10. У зеленого листа, помещенного в атмосферу, лишенную СО2, на свету наблюдается
флуоресценция, тогда как в присутствии СО2 флуоресценция почти превращается.
Как объяснить это явление?
11. Почему очень концентрированные растворы хлорофилла, имеют темно- красный
цвет?
12. Как объяснить хлороз яблони, выросшей на почве с высоким содержанием
извести?
13. 3а 20 мин побег, площадь листьев которого равна 240 см2, поглотил 16 мг СО2.
Определить интенсивность фотосинтеза.
14. Сколько органического вещества выработает растение за 15 мин, если известно,
что интенсивность фотосинтеза 20 мг/дм2.ч, а площадь листьев 2,5м2.
15. При учете фотосинтеза методом просасывания были получены следующие данные:
площадь листьев 3,12 дм2, продолжительность экспозиций 20 мин, количество
раствора барита в поглотителя 200мл, взято в колбу для титрования 50 мл. Пошло
на титрование: контроль (без растения)- 36 мл соляной кислоты, опыт 49 мл.
Концентрация кислоты такова, что 1 мл эквивалентен 0,3 мг СО2. Вычислить
интенсивность фотосинтеза.
16. Для учета фотосинтеза побег с площадью листьев 80 см2 побег был, выдержан в
колбе 15 мин, после чего побег был удален, а в колбу налито 20 мл раствора
Ва(ОН)2,. После тщательного взбалтывания провели титрование, на которое пошло
13 мл соляной кислоты. На титрование такого же количества барита в такой же
контрольной колбе (без растения)пошло 18мл кислоты. Определить интенсивность
фотосинтеза, если известно. что 1 мл кислоты эквивалентен О,6 мг СО2.
17. Измерение фотосинтеза методом листовых половинок проводилось с 8 до 12 ч.
Взвешивание высушенных проб листьев дало следующий результаты: а)
освещенные листья: 8 ч - 0,2203 г, 12 ч. - 0,2603 г; б) затемненные листья: З ч 0,2050 г. Площадь всех проб была одинаковой и составляла 100 см2.Вычислить по
приведенным данным интенсивность фотосинтеза.
18. Два одинаковых листа выдерживались три дня в темноте, а затем были освещены в
течение 2 ч: первый лист красным, второй - желтым светом одинаковой
интенсивности. У какого листа будет более высокое содержание крахмала? Как это
объяснить?
19. Растение было освещено сначала зеленым, а затем, синим светом той же
интенсивности. В каких лучах будет наблюдаться более быстрое поглощение СО,
листьями? Почему?
20. Веточка элодеи была погружена в воду и освещена сначала красным, а затем синим
светом той же интенсивности. В каких лучах будут быстрее выделяться пузырьки
О2? Как это объяснить?
21. Каков биологический смысл красной окраски глубоководных морских водорослей?
22. Компенсационная точка у теневыносливых растений составляет 0,5-1% полного
дневного освещения, а у светолюбивых.3-5%. Каковы причины этого различия?
23. Как объяснить отмирание нижних ветвей деревьев в сомкнутом насаждении? У
какой породы ствол очищается от сучьев быстрее у лиственницы или у ели?
Почему?
24. Профессор Л.А. Иванов приводит следующие данные: при слабом освещении
составляющем 1% от полного солнечного, листья клена поглотили 0,54 мг СО2,
листья дуба вьщелили 0,12 мг СО2 за 1 ч на 1 г сырой массы, а у листьев ивы не
наблюдалась ни поглощения, ни выделения СО2. Какие выводы можно сделать на
основании этого?
25. Что такое листовая мозаика? У каких растений она развита?
63
10. Формы промежуточной аттестации (по итогам практики)
После окончания учебной практики по каждому этапу (весна, лето, осень) организуется защита
отчета по соответствующему этапу, где учитывается работа каждого студента во время полевой
практики и так же учитываются ответы на предложенные контрольные вопросы и тестовые
задания. По каждому из разделов персонально оценивается работа студента по учебной полевой
практике.
11. Учебно-методическое и информационное обеспечение учебной практики
Физиологии растений
по
Основная литература:
1. Дубровский Н.Г., Ондар Е.Э. «Методическое руководство к лабораторным работам по
физиологии растений » - Кызыл, РИО ТувГУ, 2002.
2. Плотникова И.В., Живухина Е.А., Михалевская О.Б. и др. Практикум по физиологии
растений: Учебное пособие для студентов высших педагогических учебных заведений.
Под редакцией В.Б. Иванова – издательский центр «Академия», 2001.
3. Якушкина Н.И, Бахтенко Е.Ю. Физиология растений – Москва, Гуманит. Издательский
центр ВЛАДОС, 2005.
4. Н.Г. Дубровский, А.С. Ооржак. Изучение процесса фотосинтеза в полевых условиях.
ТувГУ, Кызыл, 2007.
5. Н.Г. Дубровский, Е.Э. Ондар. Физиология растений (практикум) учебное пособие. Кызыл РИО ТувГУ, 2011.
12. Материально-техническое обеспечение учебной практики по Физиологии растений
Практика по физиологии растений проводится на базе «Агробиостанции, Ботанического сада»
ТувГУ., на которой имеются условия дня проживания студентов и преподавателей (спальный
корпус, столовая, теплица, склады) и земельный участок для проведения полевых работ и
имеется лаборатория «Физиологии растений» для обработки полученного научного и учебного
материала. Имеется транспорт для доставки студентов и преподавателей к месту проведения
полевой учебной практики.
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО
Авторы: д.б.н., профессор Дубровский Н.Г., к.б.н., доцент Ондар Е.Э.
Рецензент: к.б.н., доцент Ондар А.С.
Программа одобрена на заседании УМС ТувГУ
от 13 января _ 2011 года, протокол № 5__.
64
Приложение 5
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ТУВИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ЕСТЕСТВЕННО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
КАФЕДРА ОБЩЕЙ БИОЛОГИИ
Утверждено на заседании кафедры
протокол № 4 от «26»_декабря 2010 г.
Зав. кафедрой общей биологии_____________
к.б.н., Назын Ч.Д.
Программа производственной практики
Микробиология
Направление подготовки
Биология
Квалификация (степень) выпускника
Бакалавр
Кызыл 2010
65
Целью производственной практики - является закрепление теоретических знаний и
практическое знакомство с классическими и традиционными методами микробиологических
исследований и приобретение студентами практических навыков и компетенций в сфере
профессиональной деятельности.
2. Задачами производственной практики являются:
- формирование понятия об особенностях постановки микробиологического эксперимента,
приобретение навыков его планирования, выполнения и понимания его значения.
- освоение техники работы на специальном лабораторном оборудовании: (автоклав, термостат,
сушильный шкаф).
- ознакомление с техникой проведения подготовительных этапов работы при постановке
микробиологических экспериментов (стерилизация посуды, приготовление питательных сред,
растворов и реактивов).
- овладение техникой посева на жидкой и твердой среде, подсчет колоний.
- ознакомление с требованиями, предъявляемыми к результатам микробиологического
эксперимента (контроль, повторность, достоверность, воспроизводимость).
- формирование умений статистической обработки, математического анализа и оформления
результатов.
3. Место производственной практики в структуре ООП бакалавриата
Производственная практика по микробиологии ООП Б.5. «Производственная практика»
базируется на учебные дисциплины профессионально цикла ООП «Ботаника», «Цитология»,
«Органическая и неорганическая химия», «Биохимия», «Альгология и микология», «Физиология
растений». В указанных дисциплинах рассматривались теоретические основы целостного
представления о мире микроорганизмов, об их роли в природных процессах и в жизни человека.
Знания теоретических основ данных дисциплин и учебная практика позволяет профессионально
ставить задачи перед исследовательскими микробиологическими работами, конкретные задачи и
интерпретировать полученные результаты. В результате успешного усвоения программ
теоретических курсов и учебной практики студенты-биологи будут иметь знания, умения и
готовность освоения программы практики: понимать значение микроорганизмов в биосферных
процессах, важнейших свойствах микроорганизмов, их значении в природных процессах,
народном хозяйстве и здравоохранении.
4. Формы проведения производственной практики: проведение на базе лаборатории учебноэкспериментальных работ, осваивание лабораторного оборудования используемое в практической
микробиологии. Студенты закрепляют знания по подготовке химической посуды, режимов
стерилизации, принципами составления и приготовления питательных сред и их стерилизации,
использование микроскопов БИОЛАМ, электронных весов, реактивы для приготовления сред,
цифровой фотоаппарат где будут зафиксированы наблюдения. Обработка исследуемого
материала, изучение и наблюдение за ростом микроорганизмов, подсчет колоний у грибов,
самостоятельная работа.
5. Место и время проведения производственной практики
Базой практики по микробиологии для студентов, является учебно-научная лаборатория
«Генетика» кафедры общей биологии Тувинского государственного университета. Время
проведения: после окончания аудиторных занятий в 7 семестре.
6. Компетенция
обучающегося,
формируемые
в
результате
прохождения
производственной практики по микробиологии
Процесс прохождения практики направлен на формирование элементов следующих
специальных компетенций в соответствии с ФГОС ВПО:
66
а) общекультурных (ОК):
- приобретает новые знания и формирует суждения по научным, социальным и другим проблемам,
используя современные образовательные и информационные технологии (ОК-3);
- проявляет экологическую грамотность и использует базовые знания в области биологии в
жизненных ситуациях; понимает социальную значимость и умеет прогнозировать последствия
своей профессиональной деятельности, готов нести ответственность за свои решения (ОК-8);
- использует основные технические средства в профессиональной деятельности: работает на
компьютере и в компьютерных сетях, использует универсальные пакеты прикладных
компьютерных программ, создает базы данных на основе ресурсов Internet, способен работать с
информацией в глобальных компьютерных сетях (ОК-12);
- умеет работать самостоятельно и в команде (ОК-18);
б) профессиональных (ПК)
- демонстрирует базовые представления о разнообразии микробиологических объектов,
понимание значения разнообразия для устойчивости биосферы (ПК-1);
- использует методы наблюдения, описания, идентификации, классификации, культивирования
биологических объектов (ПК-2);
- демонстрирует знание принципов структурной и функциональной организации биологических
объектов и механизмов гомеостатической регуляции; применяет основные физиологические
методы анализа и оценки состояния живых систем (ПК-3);
- применяет современные экспериментальные методы работы с биологическими объектами в
лабораторных условиях, навыки работы с современной аппаратурой (ПК-5);
- демонстрирует и применяет базовые представления об основах общей, системной и прикладной
экологии, принципах оптимального природопользования и охраны природы (ПК-9);
- способен эксплуатировать современную аппаратуру и оборудование для выполнения научноисследовательских лабораторных биологических работ (ПК-15);
- понимает, излагает и критически анализирует получаемую информацию и представляет
результаты лабораторных биологических исследований (ПК-17);
В результате изучения дисциплины студент должен:
знать:
-
правила безопасности работы в микробиологической лаборатории.
разнообразие микромира, об особенностях их строения, круговороте веществ, экологии и
эволюции.
особенности морфологии, физиологии, воспроизведения и типов питания микроорганизмов и
вирусов.
методологию современных микробиологических исследований и применять их для решения
экспериментальных исследовательских работ.
новейшие теоретические и практические достижения в области по микробиологии.
уметь:
использовать современное лабораторное оборудование для проведения экспериментальных
исследований.
владеть приготовлением питательных сред и посевом микроорганизмов в жидкие и твердые
питательные среды.
использовать теоретические знания и экспериментальные навыки для самостоятельного
планирования и проведения эксперимента, анализа и оформления полученных результатов.
67
-
получить накопительные и чистые культуры микроорганизмов.
владеть:
-
проводить микробиологическое исследование.
методами приготовления питательных сред и культивирования микроорганизмов.
методами получения и хранения чистых культур микроорганизмов
интерпретировать результаты проводимых исследований.
освоение статистических методов анализа, количественный подсчет микроорганизмов, грибов
и актиномицетов.
7. Структура и содержание производственной практики по микробиологии
Общая трудоемкость производственной практики составляет _3_ зачетных единиц, _108_ часов.
№
п/п
Разделы (этапы) практики
Виды учебной работы, на практике Формы
включая
самостоятельную
работу текущего
студентов и трудоемкость (в часах)
контроля
лабор. раб.
индив. работа
с преп
самост
с преп
самост
1.
Общие
правила
техники 6
безопасности в микробиологических
лабораториях
6
-
6
2.
Методы
микробиологического 12
исследования
микроорганизмов
воздуха, почвы и воды.
12
6
6
3.
Микробиологическая
органического
растительного опада.
6
6
6
Опрос
4.
Обработка и анализ работы.
6
12
6
Проверка
дневников.
деструкция 12
вещества
-
Опрос
Опрос
Итого:
30
30
24
24
зачет
Содержание производственной практики
Тема: Общие правила техники безопасности в микробиологических лабораториях
Вводный инструктаж по безопасности труда и пожарной безопасности в лаборатории.
Общие сведения об оснащении и осваивании лабораторного оборудования. Работа с
микроорганизмами.
Приготовления
химической
посуды
для
проведения
учебноэкспериментальных работ. Организация рабочего места. Выбор индивидуальной работы.
Во время индивидуальной работы практики студенты самостоятельно выбирают и
выполняют запланированные экспериментальные работы.
Тема: Методы микробиологического исследования микроорганизмов воздуха, почвы и
воды.
Ознакомление с принципами составления питательных сред, особенностями подготовки
химической посуды. Приготовление и стерилизация питательных сред. Также с разнообразием
микроорганизмов почвы, воды и воздуха. Сбор образцов, обработка проб. Анализ
микроорганизмов почвы методом подсчета количества микроорганизмов в капле суспензии.
68
Метод Виноградского. Количественный учет микроорганизмов воздуха. Критерии для санитарной
оценки воздуха жилых помещений. Микрофлора почвы. Выделение и количественный учет
микроорганизмов почвы.
Тема: Микробиологическая деструкция органического вещества растительного опада.
Основные направления микробиологической деструкции органического вещества
растительного опада: минерализация, гумификация, консервация. Микрофлора растений и
микрофлора мертвых растительных остатков. Микроорганизмы-деструкторы растительного опада:
бактерии и грибы. Сукцессия микроорганизмов, участвующих в деструкции растительных
остатков. Приготовление питательных сред и их стерилизация: среда Гетчинсона, среда Пфеннига,
среда РПА, среда Омелянского. Сбор образцов, обработка проб. Посев материала на питательные
среды. Выращивание посевов в термостатах.
Тема: Обработка и анализ работы.
Изучение морфологических, культуральных, биохимических, свойств выделенных
микроорганизмов. Количественный учет микроорганизмов. Освоение статистических методов
анализа результатов микробиологических экспериментов. Анализ полученных данных,
составление заключения и рекомендации.
8. Образовательные, научно-исследовательские и научно-производственные технологии,
используемые на производственной практике. Во время проведения практики используются
следующие
технологии:
лекции,
индивидуальное
обучение
приемам
определения
микроорганизмов, обучения методам микробиологического исследования, ознакомление с
принципами составления питательных сред (натуральные, элективные, синтетические и
полусинететические), особенностями подготовки химической посуды. Приготовление и
стерилизация питательных сред, обработка и анализ работы. Предусматривается проведение
самостоятельной работы студентов под контролем преподавателя на всех этапах наблюдений и
обработки полученных данных. Осуществляется обучение правилам написания отчета по
практике.
9. Учебно-методическое
производственной практике.
обеспечение
самостоятельной
работы
студентов
на
Студенты по учебному плану под руководством преподавателя выполняют
индивидуальную (самостоятельную) работу выбранной теме по экологии микроорганизмов.
Изучают морфологию, систематику. После выполнения экспериментальной части студенты пишут
работу в форме отчёта о проведенном исследовании, иллюстрируют его фотографии, рисунки,
также показывают свои наблюдения в виде графика. В зачетный день в одной или нескольких
студенческих группах проходит защита самостоятельных работ, их обсуждение и выставление
оценок. Студенты защищают индивидуальную исследовательскую работу по одной выбранной
теме.
При выполнении работ по конкретным темам студенты используют учебную и
специальную литературу.
Темы самостоятельных работ студентов:
1. Грибы-паразиты растений, животных, человека. Грибы и их значение. Морфология грибов
(пеницилл, мукор).
1. Методы изучения количественного состава микроорганизмов воздуха, воды и почвы.
Подсчет количества бактерий в 1 л воздуха
2. Какие микроорганизмы вызывают молочнокислое и маслянокислое брожение. Как можно
обнаружить молочную кислоту в культурной среде. Как можно обнаружить масляную
кислоту в культурной среде
3. Сущность процесса аммонификации и в каких условиях он может идти. Виды бактерийаммонификаторов.
69
4. Микроорганизмы вызывающие нитрификацию
5. Микроорганизмы вызывающие денитрификацию. Какие условия необходимы для
выращивания денитрифицирующих бактерий
6. Микроорганизмы, участвующие в круговороте азота. Бактерии вызывающие
аммонификацию
7. Фитопатогенные микроорганизмы (картофельная гниль, плесневый гриб).
8. Пропионовокислые бактерии.
9. Хемотрофные микроорганизмы (особенности отдельных групп).
10. Брожение (определение понятия и примеры).
11. Бактерии. Симбиоз бактерий с растениями
12. Клубеньковые бактерии и их значение
13. Получение кисломолочных продуктов (сметаны, йогурта, сыра, простокваши)
14. Фитопатогенные микроорганизмы (бактерии вызывающие мокрую гниль клубней
картофеля, лучистого грибка, черной хлебной плесени, плесень поражающие овощи и
фрукты)
15. Сравнительная оценка кисломолочных продуктов по составу микрофлоры
16. Оценка воздуха жилых, учебных и производственных помещений по составу и количеству
микроорганизмов
17. Вирусные заболевания человека, профилактика и терапия (герпес, раковые заболевания,
опухоли, фурункулез)
18. Вирусные заболевания человека, профилактика и терапия (грипп А, туберкулез)
19. Значение почвенных микроорганизмов
20. Роль микроорганизмов в круговороте азота в природе.
21. Грибы путешественники, грибы-паразиты растений, защита урожая, грибы и животные,
грибы и человек, грибы труженики
22. Бактерии вызывающие мокрую гниль клубней картофеля, лучистого грибка, черной
хлебной плесени, плесень поражающие овощи и фрукты
23. Получение молочнокислых продуктов (сметаны, йогурта, кумыса, хойтпак ,сыра,
тувинского сыра, бифидокефира, простокваши).
24. Исследование взаимоотношений растение-хозяин с фитопатогенными микроорганизмами.
25. Природные деструкторы.
26. Микрофлора питьевого молока.
27. Микроскопическое исследования молока.
28. Микроскопическое исследование молочных продуктов: кефир, молоко, простокваша,
сметана, ряженка и тд.
29. Возбудители порчи молочных продуктов. Определение патогенных микроорганизмов в
молоке.
10. Формы промежуточной аттестации по итогам практики
После окончания практики организуется защита отчета, где учитывается работа каждого
студента (4-5 студента одна подгруппа) во время лабораторных работ, защита дневника
наблюдений, оценка отчета подгруппы и индивидуальные оценки по контрольным вопросам во
время защиты отчета.
11. Учебно-методическое и информационное обеспечение производственной практики
а) основная литература:
1. Гусев М.В., Минеева Л.А. Микробиология. Учебник для студ. биол. специальностей вузов. М.:
Академия, 2003.
2. Градова Н.Б., Бабусенко Е.С.., Горнова И.Б.. Лабораторный практикум по общей
микробиологии. М: ДеЛи принт, 2004.
3. Заварзин Г.А., Колитилова Н.Н.. Введение в природоведческую микробиологию. М., 2001.
4. Определитель бактерий Берджи. М.,: Мир, 1997, Т.1-2.
5. Большой практикум по микробиологии// Под ред. Г.Л. Селиберга. М., 1962.
6. Генкель П.А.. Микробиология с основами вирусологии. - М.: 1974.
б) дополнительная
70
1. Аникеев В.В., Лукомская К.А.. Руководство к практическим занятиям по микробиологии. М.:
Просвещение, 1983.
2. Васильева З.В., Кириллова Г.А., Ласкина А.С.. Лабораторные работы по микробиологии. М.:
Просвещение, 1979.
3. Воробьева Л. И. Пропионовокислые бактерии. М.,: Изд-во МГУ, 1995, 288с.
4. Воробьева Л. И. Промышленная микробиология. М.,: Изд-во МГУ, 1989, 293с.
5. Громов Б. В. Строение бактерий. Л., 1985
6. Громов Б. Д., Павленко Г. В. Экология бактерий, Л., Изд-во ЛГУ, 1989, 246с.
7. Егоров Н. С. Основы учения об антибиотиках. М.,: Изд-во МГУ, 1994
8. Жизнь микробов в экстремальных условиях. М.,: Мир, 1982, 520с.
9. Заварзин Г.А.. Лекции по природоведческой микробиологии. М., 2004.
10. Заварзин Г. А. Микробиология ХХI веку. М.,: Знание, 1981, 64с.
11. Кондратьева Е. Н. Автотрофные прокариоты, М.,: Изд-во МГУ, 1996, 304с.
12. Кузнецов С. И., Дубинина Г. А. Методы изучения водных микроорганизмов. М.,: Наука, 1989
13. Лукомская К.А.. Микробиология с основами вирусологии: Уч. пособие для пед. институтов. –
М.: Просвещение, 1987, 191 с.
14. Метаболизм микроорганизмов. Ред. Н. С. Егоров. М.,: Изд-во МГУ, 1986, 256с.
15. Методы общей бактериологии. Рад. Ф. Герхард. М.,: Мир, 1984, Т. 1-3.
16. Перт С. Дж. Основы культивирования микроорганизмов и клеток. М.,: Мир,1978, 331с.
17. Промышленная микробиология. Ред. Н. С. Егоров. М.,: Высшая школа 1989, 686с.
18. Руководство к практическим занятиям по микробиологии Ред. Н.С. Егоров. М.,: Изд-во МГУ, 1995, 224с.
19. Самцулов В.Д., Олескин А.В. Технологическая биоэнергетика. М.: МГУ, 1994.
20. Стейнер Р., Эденльберг Э., Ингрем Дж. Мир микробов, в 3 т. М.,: Мир, 1979.
21. Теппер Е.З., Шильникова В.К., Переверзева Г.И.. Практикум по микробиологии. М.: Дрофа, 2004.
22. Фирсов Н. Н. Краткий словарь микробиологических терминов. Екатеринбург, Изд-во
Уральского гос. ун-та, 1997, 174с.
23. Чурикова В. В., Викторов Д. П. Основы микробиологии и вирусологии. Учебное пособие. Издво Воронежского ун-та, 1994, 278с.
24. Шапиро Я.С. Микроорганизмы: Вирусы, бактерии, грибы. Учебное пособие. Санкт-Петербург.
«ЭЛБИ-СПб», 2003.
25. Шлегель Г.. Общая микробиология. – М.: Мир, 1987.
26. Чысыма Р.Б. Морфология микроорганизмов: Методические указания по микробиологии для студентов с/х.
в) программное обеспечение и Интернет-ресурсы:
 www.lawmix.ru/docs_cccp.php?id=461
 www.skonline.ru/doc/39515.html
 window.edu.ru/window_catalog/pdf2txt?p_id=28514&p_page=1
 sankontrol.ru/?p=3
 www.mcxpx.ru/base_gvc/vetzac/document/49_1.html
 Brock Biology of Microorganisms, 10th ed, Madigan MediaPortfolio
 Explore the Microscopic World of Health Science.
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО по направлению подготовки
биология
Автор: к.б.н., ст. преп. Ооржак А.В.
Рецензент: к.б.н., ст.преп Ооржак А.С.
Программа одобрена на заседании УМС ТувГУ
от 13 января _ 2011 года, протокол № 5__.
71
Приложение 7
Нормативные и методические документы по формированию
фондов оценочных средств для ИГА (образцы)
1. Вопросы государственного экзамена бакалавра по направлению подготовки
020400 Биология
2. Требования естественно-географического факультета ТувГУ к содержанию,
объему
и структуре выпускных квалификационных работ бакалавров по
направлению подготовки 020400 Биология
3. Вопросы на защите выпускной квалификационной работы бакалавра по
направлению подготовки 020400 Биология
72
Приложение 7.1.
Общие положения и вопросы государственного экзамена бакалавра
по направлению подготовки 020400 Биология
1.Общие положения
Итоговый государственный экзамен по специальности является одним из видов итоговой
государственной аттестации выпускников ТувГУ, завершающих обучение по основной
образовательной программе высшего профессионального образования 020400 - «Биология».
Экзамен Государственной аттестации выпускника по специальности 020400 - «Биология»
проводится по двум предлагаемым модулям вопросов (ОУМ).
1. Биология клетки и организма
2. Экология и эволюция организмов и сообществ
Первый модуль посвящён комплексу дисциплин, отражающих современные представления
о функционировании биологических систем молекулярного, клеточного и организменного уровня.
Он включает разделы:
 строение и функции клетки;
 механизмы наследственности;
 механизмы обеспечения целостности многоклеточного организма.
Второй модуль охватывает дисциплины, описывающие взаимодействие организмов друг с
другом и со средой обитания, причины и факторы их эволюции, а так же развитие конкретных
групп животных и растений в разные эпохи:
 экология;
 закономерности эволюции;
 основные этапы эволюции.
Комплексные экзаменационные билеты составляются по дисциплинам: цитологии,
физиологии растений, физиологию
человека и животных, экологии, генетике, биохимии,
биотехнологии, эволюционному учению.
Экзаменационные билеты государственной аттестации утверждаются на заседании
соответствующей кафедры и на заседании Ученого совета факультета.
Экзамен проводится в специально подготовленной аудитории.
К началу экзамена должны быть подготовлены:


Экзаменационные билеты
Материалы справочного характера, учебные и наглядные пособия, разрешенные к
использованию на экзамене. (Приложение 2).
При проведении экзамена для подготовки к ответу на вопросы выбранного билета отводится
1 час. Ответ на каждый вопрос должен содержать развернутые сведения, показывающие общую и
детальную осведомленность выпускника и готовность его применить полученные знания на
практике. При ответе на конкретный вопрос выпускник должен продемонстрировать понимание
места частного вопроса в общей системе биологических и педагогических знаний.
Экзамен проводится устно. Конспект устного ответа на специальном бланке остается в
экзаменационной комиссии и прикрепляется к протоколу.
Состав Государственной
Университета.
аттестационной
комиссии
утверждается
ректором
73
Подготовка к экзамену
Содержание экзамена по направлению подготовки Биология нашло свое отражение в
разработанных экзаменационных материалах включающих проверку теоретических и
практических умений в соответствии с ФГОС.
Экзаменационные материалы представляют собой перечень теоретических вопросов по
учебным дисциплинам. На основе разработанного перечня теоретических вопросов,
рекомендуемых для подготовки к экзамену по профилю, составляются экзаменационные билеты.
Пример билета экзамена:
1. Развитие клеточной теории и ее современное состояние. Общность строения
клеток прокариот и эукариот.
2. Основные законы влияния факторов среды на организмы: закон оптимума,
лимитирующих факторов, взаимодействие факторов и др. Сдвиг оптимума
(понятие акклиматизации) и его значение в приспособляемости организмов.
Программа государственного экзамена по биологии и вопросы к нему имеются на кафедре
общей биологии, экологии и зоологии, анатомии, физиологии и безопасности жизнедеятельности
и методическом кабинете, где студенты могут пользоваться ими.
В период подготовки к экзамену проводится консультация по программе экзамена, на
которую выделяется 2 часа на академическую группу.
Перечень вопросов, выносимых для проверки на государственном экзамене
по специальности «Биология»
Вопросы к модулю «Биология клетки и организма»
-
Половое и бесполое размножение. Особенности развития половых клеток у животных,
человека и семенных растений. Двойное оплодотворение у растений.
Черты развития анамний и амниот, обеспечивающие приспособления к условиям
окружающей среды.
Взаимодействие нейронов и клеток нейроглии в центральной и периферической
нервной системе.
Возбуждение в клетке. Мембранный потенциал и его изменение при возбуждении и
торможении.
Развитие регуляторных функций организма и их механизмы. Особенности
гуморальной регуляции. Гипоталамо-гипофизарная система.
Гетерохронное развитие сенсорных систем в онтогенезе.
Кровь и лимфа как внутренняя среда организма. Гомеостаз.
Молекулярные основы иммунитета. Суть иммунного ответа организма. Структура
иммуноглобулинов.
Развитие клеточной теории и её современное состояние. Общность строения клеток
прокариот и эукариот.
74
-
-
-
-
-
-
Структурные компоненты клетки. Молекулярные особенности организации,
взаимосвязь между строением, химической организацией и физиологическими
функциями клеток и внутриклеточных структур.
Клеточный цикл и деление клеток – митоз и мейоз. Норма и патология.
Способы обеспечения клетки энергией – брожение, анаэробное дыхание, дыхание,
фотосинтез, хемосинтез.
Уникальная роль процесса фотосинтеза на Земле. Физические и фотохимические
процессы Образование энергии в мембране тилакоида.
Образование метаболитов в процессе фотосинтеза. Ассимиляция CO2 в цикле
Кальвина в строме хлоропласта.
Дыхание клетки как источник энергии и метаболитов. Локализация отдельных этапов
дыхания в цитоплазме и митохондрии.
Специфичность прокариотной клетки и методов её изучения.
Решение проблем продовольствия, энергетики, здравоохранения и охраны
окружающей среды современными биотехнологическими производствами на базе
микроорганизмов.
Представление о стрессе и стрессорах. Механизм реакции клетки на стресс на
молекулярном уровне. Специфические и неспецифические механизмы устойчивости к
повреждающим факторам среды.
Опорно-двигательная система клетки. Микрофиламенты, микротрубочки и
промежуточные филаменты.
Белки. Связь структуры и функции. Ферменты, коферменты. Механизмы действия
ферментов.
Матричная система биосинтеза белков. Строение и модели рибосом. Белковая
инженерия.
Нуклеиновые кислоты. Структура и функции ДНК и РНК.
Репликация ДНК и её регуляция.
Повреждения и репарация ДНК.
Биосинтез и регуляция транскрипции РНК.
Основы генетической инженерии: рестрикционный анализ, клонирование,
гибридизация, определение нуклеотидных последовательностей ДНК и РНК, обратная
транскрипция и синтез ДНК.
Молекулярные основы дифференцировки развития и старения. Молекулярные
механизмы регуляции клеточного цикла. Апоптоз – программируемая клеточная
смерть.
Механизмы размножения прокариот и эукариот. Клеточный цикл. Митоз и мейоз.
Материальные основы наследственности.
Мутационная изменчивость и её формы.
Нехромосомное наследование.
Природа гена, молекулярные механизмы реализации наследственной информации.
Закономерности наследования признаков и принципы наследственности. Наследование при
моно- и полигибридном скрещивании, взаимодействии генов.
Сцепленное наследование.
Генетика пола.
-
Основы учения о онтогенезе, механизмы дифференцировки, стадии и критические
периоды онтогенеза.
-
Генетика человека и методы её изучения. Наследственные болезни.
-
Генетические основы селекции, системы скрещивания животных и растений, методы
отбора.
Вопросы к модулю «Экология и эволюция организмов»
-
Понятие адаптации. Пределы активной
энергетические связи организмов со средой.
жизни
в
биосфере.
Вещественно75
-
-
-
-
-
Основные законы влияния факторов среды на организмы: закон оптимума,
лимитирующих факторов, взаимодействия факторов и др. Сдвиг оптимума (понятие
акклиматизации) и его значение в приспособляемости организмов.
Температура как экологический фактор. Пойкилотермные и гомойотермные
организмы. Способы регуляции температуры тела у животных.
Адаптивные ритмы организмов. Циркадные и сезонные ритмы. Факторы,
управляющие сезонным развитием. Типы адаптаций организмов. Адаптивная
морфология. Понятие конвергенции. Жизненные формы растений и животных. Их
роль в организации сообществ.
Пути приспособления организмов к жизни на суше. Адаптации к жизни в аридных
условиях.
Понятие популяции. Статические и динамические характеристики популяций. Связи в
популяциях.
Биологический потенциал видов. Кривые роста популяций. Понятие ёмкости среды.
Типы динамики численности популяций.
Демография популяций. Типы возрастной структуры у растений и животных. Связь с
устойчивостью.
Динамика численности популяций. Роль внутривидовых и межвидовых отношений в
регуляции численности. Понятия модифицирующих и регулирующих факторов.
Немедленные и запаздывающие реакции.
Понятие биологической среды. Типы биологических отношений. Эволюционная и
экологическая роль трофических связей. Функциональные и количественные реакции
хищников, их регуляторное значение.
Законы конкурентных отношений. Роль конкуренции в биоценозах и в эволюции
видов. Понятие экологической ниши.
Понятия биоценоза и биотопа. Видовая и пространственная структура сообществ.
Виды-доминанты и эдификаторы. Роль малочисленных видов в биоценозах. Правило
Тинемана.
Критерии оценки ответов выпускников на государственном экзамене
Критерии оценки
отлично
уровень
усвоения
предусмотренного программой
хорошо
Удовлетво
Неудовлет
рительно
ворительно
материала,
умение выполнять задания, предусмотренные
программой
уровень знакомства с основной литературой,
предусмотренной программой
уровень знакомства
литературой
с
дополнительной
уровень раскрытия причинно-следственных
связей
уровень
связей
раскрытия
междисциплинарных
Педагогическая ориентация (культура речи,
манера общения, умение использовать
76
наглядные
пособия,
заинтересовать аудиторию)
способность
качество ответа (его общая композиция,
логичность, убежденность, общая эрудиция
выпускника)
ответы
на
вопросы:
полнота,
аргументированность, убежден-ность, умение
использовать ответы на вопросы для более
полного раскрытия содержания вопроса
Деловые и волевые качества докладчика:
ответственное
отношение
к
работе,
стремление
к
достижению
высоких
результатов,
готовность
к
дискуссии,
контактность
Общая оценка
1.
Оценки «отлично» заслуживает студент, обнаруживший всестороннее, систематическое и
глубокое знание программного материала, умение свободно выполнять задания, предусмотренные
программой, усвоивший основную и знакомый с дополнительной литературой, рекомендованной
программой. Как правило, оценка «отлично» выставляется студентам, усвоившим взаимосвязь
основных понятий дисциплин в их значении для приобретаемой профессии, проявившем
творческие способности в понимании, изложении и использовании программного материала.
2. Оценки «хорошо» заслуживает студент, обнаруживший полное знание программного материала,
успешно выполнивший предусмотренные программой задания, усвоивший основную литературу,
рекомендованную в программе. Оценка «хорошо» выставляется студентам, показавшим
систематических характер знаний по дисциплине и способным к их самостоятельному
пополнению и обновлению в ходе профессиональной деятельности.
3.
Оценки «удовлетворительно» заслуживает студент, обнаруживший знание основного
программного материала в объеме, необходимом для предстоящей работы по профессии,
справляющийся с выполнением заданий, предусмотренных программой, знакомый с основной
литературой, рекомендованной программой. Оценка «удовлетворительно» выставляется
студентам, допустившим погрешности в ответе на экзамене и при выполнении экзаменационных
заданий, но обладающий знаниями для их устранения.
4.
Оценка «неудовлетворительно» выставляется студенту, обнаружившему пробелы в знаниях
основного программного материала, допустившего принципиальные ошибки в выполнении
предусмотренных программой заданий. Оценка «неудовлетворительно» ставится студентам,
которые не могут приступить к профессиональной деятельности по окончании вуза без
дополнительных занятий по соответствующей дисциплине.
Заседание ГАК протоколируется, и оценка заносится в протокол заседания ГАК вместе с
особыми мнениями членов комиссии. Результаты экзамена объявляются в тот же день. Студент,
сдавший экзамен на оценку «неудовлетворительно» до защиты выпускной квалификационной
работы не допускается.
77
Приложение 7.2.
Требования естественно-географического факультета ТувГУ к содержанию,
объему и структуре выпускных квалификационных работ
бакалавров по Биологии 020400
Общие положения
Выпускные квалификационные работы (ВКР) бакалавров представляют собой
самостоятельно выполненные студентом выпускного курса учебно-научные исследования по
направлению 020400 Биология. Выпускные работы являются учебно-квалификационными, при их
выполнении студент должен показать свою способность и умение, опираясь на полученные в
Университете знания, решать на современном уровне научные и научно-практические задачи,
грамотно излагать специальную информацию, докладывать и отстаивать свою точку зрения
перед аудиторией.
Бакалаврская ВКР основывается на данных, полученных в период производственной
практики либо при полевых работах и работе с фондовыми материалами, при последующей
их камеральной обработке, либо при экспериментальных лабораторных исследованиях. В
последнем случае необходима привязка к какому-либо природному объекту или процессу, если
исследование не преследует цели получения опорных экспериментальных данных, нужных для
дальнейших исследований. Работа должна отражать способность студента к квалифицированному
обобщению данных, знание аппаратурно-методической базы исследования, умение
использовать стандартные методы обработки полевых и экспериментальных
материалов, владение базисными знаниями биологических наук.
Выпускные квалификационные работы подлежат защите на заседании Государственной
Аттестационной Комиссии (ГАК). На защиту работа представляется в виде рукописи с
необходимым иллюстративным материалом.
Выбор и утверждение тем работ
Основой ВКР бакалавра, как правило, служат материалы, полученные студентом при
прохождении полевых и производственных практик. Предварительная формулировка тем ВКР
определяется при подготовке к производственной практике. Утверждение тем в окончательной
формулировке и кандидатур научных руководителей проводится на заседаниях
выпускающих кафедр.
Тема, как правило, предлагается научным руководителем студента, но может быть также
рекомендована организацией, в которой будет проходить практика или выбирается самим
студентом в рамках профиля ООП бакалавра.
В качестве руководителя бакалаврской ВКР могут быть назначены преподаватели и
сотрудники естественно-географического факультета, а в качестве научных консультантов –
специалисты организаций, в которых студент будет проходить научную практику.
В исключительных случаях отказа студента от предлагаемого научного руководства
со стороны кафедры назначается дополнительный рецензент по выпускной работе из числа
преподавателей или сотрудников данной кафедры.
Подготовка и защита работ
78
Продолжительность подготовки выпускной работы определяется учебным планом. Для
подготовки бакалаврской работы выделяется 1 день в неделю в течение весеннего семестра и 2
недели в конце семестра.
Защиты выпускных квалификационных работ проводится в конце весеннего семестра
на заседании ГАК естественно-географического факультета по соответствующему профилю
ООП бакалавриата.
Сроки защит выпускных квалификационных работ определяются графиком работы
ГАК. Перенос защиты по любым причинам возможен только на очередной учебный год по
специальному разрешению декана факультета.
Подготовленные к защите, одобренные (завизированные) руководителем и
подписанные заведующим кафедрой работы проходят рецензирование. Рецензенты выпускных
квалификационных работ назначаются на заседаниях профильных кафедр по представлению
кураторов групп или руководителей работ.
Назначение рецензентов проводится не позднее, чем за месяц до начала работы ГАК.
Рецензенты должны быть ознакомлены с требованиями к выпускным квалификационным
работам соответствующего уровня. Бакалаврские ВКР представляются рецензенту не позднее,
чем за 2 дня до даты защиты.
Письменный отзыв рецензента, должен быть представлен студенту не менее чем за 1
сутки до защиты. ВКР допускаются к защите при наличии визы руководителя с разрешением
«К защите», подписи заведующего выпускающей кафедрой и письменных отзывов
руководителя и рецензента. В отзыве руководителя должно содержаться обоснование темы,
достаточность материала и методов обработки (анализов) и значимость результатов, а также
оценка процесса работы. Отзыв рецензента должен заключать всестороннюю характеристику
выполненной работы и завершаться оценкой по 5-бальной системе. В случае отсутствия
руководителя и/или рецензента на заседании ГАК по объективн ым обстоятельствам, по
решению ГАК допускается проведение защиты при наличии их письменных отзывов.
Продолжительность доклада на заседании ГАК составляет для бакалаврской ВКР – 10-15
минут. Доклад должен сопровождаться демонстрационными материалами, в т.ч. выполненной в
виде компьютерной презентации, читаемых с расстояния 5-7 метров, либо в виде проецируемых
на экран материалов (слайдов, прозрачных пленок, компьютерной графики). По окончании
доклада студенту могут быть заданы вопросы присутствующими на защите. После этого
выступают руководитель работы и рецензент (или зачитываются их отзывы), проводится общее
обсуждение работы, и затем студенту предоставляется заключительное слово. В конце заседания
приемной комиссии проводится закрытое обсуждение результатов работы и выставляется
оценка.
Критерии оценки выпускной квалификационной работы
Критерии оценки
Отлично Хорошо
Удовлет Неудовворитель летворино
тельно
Актуальность и обоснование
выбора темы
степень завершенности работы
объем и глубина знаний по теме
достоверность и обоснованность полученных
79
результатов и выводов
наличие материала, подготовленного
практическому использованию
к
применение новых технологий
качество
доклада
(композиция,
полнота
представления
работы,
убежденность автора)
эрудиция,
междисциплинарных связей
использование
качество оформления дипломной работы и
демонстрационных материалов;
педагогическая ориентация: культура речи,
манера общения, умение использовать
наглядные
пособия,
способность
заинтересовать аудиторию
ответы
на
вопросы:
полнота,
аргументированность, убежденность, умение
использовать ответы на вопросы для более
полного раскрытия содержания проведенной
работы

деловые и волевые качества докладчика:
ответственное
отношение
к
работе,
стремление
к
достижению
высоких
результатов,
готовность
к
дискуссии,
контактность
Общая оценка работы
Критерии оценки ВКР:
1. Оценки «отлично» заслуживает выпускник, получивший в ходе защиты ВКР не менее 80%
отличных оценок, при отсутствии удовлетворительных и неудовлетворительных оценок.
2. Оценки «хорошо» заслуживает выпускник, получивший в ходе защиты ВКР не менее 80%
отличных и хороших оценок, при отсутствии неудовлетворительных оценок.
3. Оценки «удовлетворительно» заслуживает выпускник, получивший в ходе защиты ВКР более
50% положительных оценок.
4. Оценка «неудовлетворительно» выставляется выпускнику, получившему в ходе защиты ВКР
менее 50% положительных оценок.
На закрытом заседании ГАК, в котором обсуждаются результаты защиты и открытым
голосованием простым большинством (при равенстве голосов мнение председателя ГАК –
решающее) дается оценка каждой защиты, принимается решение о присвоении
квалификации и выдачи дипломов об окончании вуза.
Решение ГАК оформляется соответствующим протоколом и в день защиты в
торжественной обстановке доводится председателем до сведения студентов. Полученная
на защите дипломная оценка записывается в зачетную книжку и переносится в
приложение к диплому с указанием темы дипломной работы.
Студент, выполнивший ВКР, но получивший на защите оценку «неудовлетворительно»,
имеет право на повторную защиту. В этом случае ГАК может признать целесообразным
повторную защиту студентам той же темы ВКР либо вынести решение о закреплении за ним
новой темы ВКР и определить срок повторной защиты, но не ранее чем через год.
80
Студенту, получившему оценку неудовлетворительно при защите ВКР, выдается
академическая справка установленного образца. Академическая справка обменивается на диплом
в соответствии с решением ГАК после успешной защиты студента ВКР.
Лучшие выпускные работы могут быть выдвинуты ГАКом на конкурс,
рекомендованы к опубликованию, а также представлены к поощрению на факультете.
Хранение выпускных квалификационных работ
Выполненная студентами ВКР хранится на кафедре до истечения срока их хранения (5
лет). По истечении указанного срока вопрос о дальнейшем хранении выпускных
квалификационных работ решает организуемая ректором ТувГУ, проректором по УР комиссия,
которая представляет предложения о списании ВКР.
Требования к содержанию и структуре выпускной
квалификационной работы бакалавра
Примерная структура выпускной квалификационной работы бакалавры включает:
– титульный лист;
– оглавление;
– введение;
– литературный обзор;
– характеристику объекта исследования;
– методику исследования;
– описание полученных результатов;
– обсуждение результатов;
– выводы;
– список использованной литературы;
– приложения.
Требования к содержанию работы определяются для каждого профиля ООП
бакалавриата документами методических комиссий выпускающих кафедр (примеры см.
ниже).
Объем ВКР бакалавра (без приложений) не должен, как правило, превышать 35-60
страниц.
Оформление работы
Текст работы печатается на листах формата А4. Поля на листах: слева – не менее 30
мм, с других сторон – не менее 20 мм. Рекомендуется использовать текстовый редактор Word,
шрифт Times New Roman размером 12, интервал 1,5. Нумерация страниц – в соответствии с
принятой в научных журналах. Нумерация глав по порядку арабскими цифрами. Нумерация
разделов внутри глав состоит из двух цифр разделенных точкой: номера главы и
порядкового номера раздела – 1.1 или 1.2 и т.д. (слово «раздел» или «подраздел» писать не
нужно). Нумерация подразделов внутри разделов состоит из номера главы, номера раздела и
порядкового номера подраздела – 1.1.1 или 1.1.2 и т.д. Более дробное подразделение
нежелательно.
81
Титульный лист ВКР оформляется единообразно, визируется руководителем работы
(«К защите») и подписывается заведующим кафедрой.
Таблицы и рисунки в тексте даются в сплошной нумерации. Таблицы и рисунки
размещаются внутри текста работы на листах, следующих за страницей, где в тексте впервые
дается ссылка на них. Все рисунки и таблицы должны иметь названия (заголовки).
Использованные на рисунках условные обозначения должны быть пояснены в подрисуночных
подписях. Заимствованные из работ других авторов рисунки и таблицы должны содержать
после названия (заголовка) ссылку на источник этой информации. Следует избегать
помещения на рисунки и таблицы англоязычных надписей.
Ссылки на литературу в тексте, названиях рисунков и заголовках таблиц даются по
фамилии первого автора (либо двух авторов) и году, заключенным в круглые скобки.
Например: (Иванов, 1996; Петров, Сидоров, 1990; Андреев и др., 1989). Ссылки на
коллективные монографии и справочники, сборники работ даются по первым одному или двум
словам названия, например: (Определитель…, 1999; Красная книга республики Тыва, 1999). Если
имеются ссылки на несколько работ одних и тех же авторов за один год, им можно дать
дополнительный числовой подстрочный индекс, например: (Борисов, 20001, 20002),
согласованный со списком литературы.
Список литературы составляется по алфавиту, по фамилии первого автора (если
приведено несколько работ одного автора, то они располагаются по годам написания).
Сначала даются работы на русском языке, затем – иностранные. В списке литературы
библиографическое описание формируется следующим образом: Фамилия, И.О. автора (если
авторов несколько – то всех авторов); название статьи или книги; если эта статья, то приводится
название журнала или сборника; год, том, номер, страницы (если книга, то общее число страниц;
если статья, то страницы от – до); для книг указывается место издания и издательство (можно
сокращенно). Название статьи отделяется от названия журнала и от названия сборника двумя
косыми линиями.
Примеры:
Бахтин Н. П. Климатические особенности и агроклиматические ресурсы Тувинской АССР // Сб.
работ Красноярской гидрометеорологической обсерватории, № 1. Красноярск: УГМС, 1968. С. 2668.
Вассер С. П. Флора грибов Украины. Агариковые грибы. Киев: Наукова Думка, 1980. 328 с.
Вассер С. П., Кондратьева Н. В. и др. Водоросли (справочник). Киев: Наукова думка, 1989. 608 с.
Воронихин Н. Н. К познанию флоры и растительности водорослей пресных водоемов Крыма //
Ботан. журн., 1932. Т. 17, № 3. С. 265-319.
Определитель пресноводных водорослей (Общая часть). Вып. 1. М.: Сов. наука, 1951. 200 с.
Ондар Е.Э. Светло-каштановые почвы Улуг-Хемской котловины Республики Тыва // Научные
труды. Кызыл: ТувГУ, 2002. С. 42-45.
Фондовые материалы. При использовании в работе неопубликованных
материалов (научных и производственных отчетов, диссертаций, студенческих выпускных и
курсовых работ) рекомендуется выделять их в конце списка литературы в специальный раздел. В
библиографическом описании этих работ приводятся сведения о месте хранения.
Пример:
Монгуш А.В. Эколого-биологическое исследование почвенного покрова агробиостанции
г. Кызыл. Дипломная работа. Кызыл., ТувГУ, естественно-географический факультет, 2008, 45 с.
(Кафедра общей биологии естественно-географический факультет ТувГУ).
Приложения. В приложения могут быть вынесены те материалы, которые не являются
необходимыми при написании собственно работы: каталоги проб с их привязкой и
характеристикой, калибровочные графики, таблицы заимствованного фактического материала,
82
промежуточные
программ и т.п.
таблицы
обработки
данных,
тексты
разработанных
компьютерных
Работа подписывается автором на последней странице текстовой части – после
выводов.
Рекомендации по формированию структуры и содержанию ВКР
Введение составляет не более 3 страниц, в нем обосновывается актуальность выбранной
темы, формулируется объект и предмет исследования, цель и содержание поставленных задач
ВКР. В объекте выделяется та его часть, которая служит предметом исследования. Предмет
исследования определяет тему ВКР.
Первая часть (обзор) обзор литературы. Прослеживаются основные закономерности и
особенности развития исследуемых процессов и явлений, проводятся обзоры отечественных и
зарубежных методик анализа. Обобщаются литературные источники по исследуемой проблеме.
Если приводится фактический материал, заимствованный из литературных источников и
документов, на него обязательно делаются ссылки.
Вторая часть - экспериментальная часть. Содержание экспериментальной части должно
соответствовать теме ВКР и полностью её раскрывать. Это самостоятельная часть работы
студента свидетельствует об уровне профессиональной подготовки и умении проводить новые
исследования. В этой части излагается постановка новой задачи, алгоритмы решения.
Третья часть, описание полученных результатов, обсуждение результатов сравнение с
ранее проводимых исследовательских работ, интерпретацию результатов, используемых при
написании работы.
Заключение в нем подводится итог выполненным исследованиям. Излагаются основные
выводы, полученные в результате исследования по всем разделам работы и в соответствии с
поставленными во введении задачами. Если по результатам проведенного анализа можно
сделать конкретные рекомендации, направленные на улучшение деятельности исследуемого
объекта, то они помещаются в заключении после основных выводов.
Оформленный экземпляр ВКР с приложенной электронной версией брошюруется,
передается на кафедру. Файл электронной версии оформляется в формате (*.doc) с указанием
года, фамилии и вида работы.
Пример - 2011Дубровский_.doc
83
Примеры структуры и содержания, бакалаврских ВКР
Бакалаврская ВКР 1
Студентка кафедры общей биологии
Монгуш А.С.
Изучение хромосомных нарушений человека при синдроме Дауна.
Руководитель к.б.н., ст. преп. А. С. Ооржак
Содержание
Введение
Обзор литературы
1.1.
Предмет и методы изучения генетики человека
1.2. Наследственные болезни и их классификация
1.3. Определение, описание синдрома Дауна
1.4. Аномалии, дефекты физического строения и высшей нервной деятельности
Экспериментальная часть
Материалы и методы
Реактивы и материалы
Метод культивирования лимфоцитов периферической крови человека и получение препаратов
хромосом
Результаты и обсуждение
3.1. Цитогенетическая диагностика хромосомных болезней
3.2. Частота встречаемости болезни Дауна в сопоставлении с возрастом матери
3.3. Диагностика и прогноз
3.4. реабилитация, лечение и профилактика
Заключение
Выводы
Список литературы
Приложения
84
Бакалаврская ВКР 2
Студентка кафедры общей биологии
Тумен-оол Ч.В.
Анализ флоры Хайыракан (Улуг-Хемская котловина)
Руководитель к.б.н., доцент. Д.Д. Сарбаа
Содержание
Введение
Обзор литературы
1. Физико-географическая характеристика горы Хайыракан (Улуг-Хемская котловина)
1.1.
Географическое положение
1.2. Климат
1.3. Рельеф
1.4. Гидрология
1.5. Растительность
Анализ флоры горы Хайыракан (Улуг-Хемская котловина)
2.1. Таксономическая структура флоры
2.2. Географическая структура флоры
2.3. Экологическая структура флоры
2.4. Биоморологическая структура флоры
2.5. Анализ петрофитов флоры
2.6. Эндемичные элементы флоры
Полезные растения и их рациональное использование
3.1. Доминанты кормовых угодий.
Перспективы хозяйственного использования
3.2. Лекарственные, декоративные и ядовитые растения и их использование в народном
хозяйстве
Заключение
Выводы
Список литературы
Приложения
85
Приложение 7.3
Вопросы на защите выпускной квалификационной работы бакалавра по направлению
подготовки 020400 Биология
1. Проанализируйте значимость изучаемых Вами проблем (объектов) для развития экономики
(управления природопользованием) Республики Тыва.
2. Какие информационные технологии Вы можете порекомендовать для обработки
(интерпретации) биологической информации при решении (указывается задача) в районе
(указывается район).
3. Обоснуйте применение используемых Вами информационных технологий для решения
поставленных методических задач.
4. В каких сферах профессиональной деятельности (или за ее пределами) Вы могли бы применить
методику (принципы обработки, способы интерпретации), использованные Вами при написании
ВКР?
5. Проанализируйте достоинства и недостатки использованной Вами методики. Попытайтесь дать
краткую характеристику в области биологической технологии, в учебной и профессиональной
деятельности для реализации проекта, являющегося темой Вашей ВКР
6.С помощью каких средств и технологий можно объективно оценить достоверность выполненных
Вами исследований?
7.Можете ли Вы предложить альтернативную организацию исследовательской работы (состав
методов, их последовательность) при решении аналогичной Вашей биологической задачи? (Если
«да», то для каких условий?)
8. Проанализируйте достоинства и недостатки использованной Вами аппаратуры (лабораторного
оборудования).
9.Какие фундаментальные разделы математики и естественнонаучных дисциплин использовались
Вами при подготовки ВКР?
10. Попытайтесь дать краткую характеристику экологических (социальных) последствий
реализации проекта, являющегося темой Вашей ВКР.
Какими нормативными документами для проведения полевых (лабораторных, вычислительных,
интерпретационных) биологических работ Вы пользовались при прохождении
производственной практики и подготовке ВКР?
86
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа