Фирсов Н.Н. Учебный план повышения квалификации профессорско-преподавательского состава по направлению «Современная биология», 2007 г. http://scipeople.ru/publication/69484/; http://www.mirea.ru/qualification/progr_biologia_usu.doc. Федеральное Агентство По Образованию ГОУ ВПО «Уральский Государственный Университет ИМ. А.М. Горького» Институт по переподготовке и повышению квалификации преподавателей гуманитарных и социальных наук «УТВЕРЖДАЮ» Директор ИППК В.И. Михайленко «__17__» __января____2007 г. автор Фирсов Н.Н. Учебный план повышения квалификации профессорско-преподавательского состава по направлению «Современная биология» Екатеринбург 2007 г. Форма занятий Кол-во часов Лекции 48 Практические занятия 20 Индивидуальные занятия с преподавателем - Самостоятельные занятия 30 Итоговая аттестация 4 ВСЕГО аудиторных занятий 72 2. Темы. 1. Введение Современная биология, фундаментальные и прикладные аспекты. Традиционная, или натуралистическая биология (биосферный и ценотический уровни исследования живого). Физико-химическая биология (организменный, клеточный, субклеточный и молекулярный уровни исследования). Методы и познавательные возможности названных подходов. Эволюционная биология: содержание и задачи. 2. Актуальные проблемы биологии Представления о сущности жизни. Определения жизни как явления во Вселенной. Живые и неживые системы. Уровни организации живых систем и живого вещества на Земле. Происхождение жизни на Земле, основные гипмотезы (гипотеза сотворения, гипотеза стационарного состояния, гипотеза панспермии, гипотеза самопроизвольного зарождения, гипотеза биохимической эволюции) Современные представления о биосфере, как глобальной живой системе. Видовые формы живого вещества как функциональные элементы биосферы. Естественная система живых организмов. Принципы классификации. Современные классификационные системы, как отражение представлений о темпах эволюции. Развитие представлений о биоразнообразии. Современное состояние теории вида. Доклеточные формы организации живого вещества. Вирусы, плазмиды, прионы, их организация и место в биосфере. Клеточная форма жизни. Перспективные направления наук о биологическом многообразии. Проблема сохранения биоразнообразия. 3. Биосферный и популяционный уровни исследования Учение о популяциях. Краткая история и современное состояние. Структура популяции (генетическая, возрастная, пространственная, временная). Современные представления о динамике численности популяции растений и животных. Экологические проблемы, решаемые популяционной биологией. Учение о биоценозах и экосистемах. Краткая история и современное состояние. Структура биоценоза ( пространственная, временная, трофическая). Судьба видов в биоценозе (концепция экологической индивидуальности и экологической ниши). Учение о биосфере. Основные концепции биосферы. Роль В.И.Вернадского в создании учения о биосфере. Географическая концепция биосферы. Биогеоценотическая концепция. 4. Методологические достижения и перспективные направления физиологии человека и животных «Современные представления о физиологических механизмах регуляции функций животных организмов» Понятие «нейро-эндокрино-иммунная регуляторная система» (мегасистема). Нервная система и регуляция функций. Основы рецепции. Передача нервного сигнала. Сенсорные системы. Эндокринная регуляция физиологических функций. Аутокринная гормональная система. Изокринная гормональная система (диффузная эндокринная система)- APUD. Тканевые гормональные системы. Интегральная нейроэндокринная система. Современные представления о внутриклеточной передаче гормонального сигнала. Иммунная система и регуляция неимунных функций организма. Регуляция физиологической и репеаративной регенерации. Роль стволовых клеток в восстановительных процессах. Нейро-эндокрино-иммунная система и получение искусственных протезов для пластики органов и тканей. 5. Функциональная экология растений Функциональная экология растений – наука о физиологических основах географического распространения растений и их адаптации к условиям произрастания. Предмет и объекты исследования. Методология функциональной экологии: системный, структурно-функциональный, онтогенетический и эволюционный подходы. Уровни организации объектов функциональной экологии – от молекулярно-клеточного до биосферного. Надвидовые группы растений, принципы их выделения и классификации (Синтаксономия). Жизненные формы растений. Классификационные признаки: тип питания, анатомическое строение, общая архитектоника, степень одревеснения, сезонная ритмика и т.д. Классификации Раункиера (фанерофиты, хамефиты, гемикриптофиты, терофиты), Серебрякова (деревья, кустарники, кустарнички, полукустарнички, травянистые многолетние, травянистые однолетние) и др. Особенности онтогенеза растений разных жизненных форм. Экологические группы растений. Основные факторы, влияющие на физиологические процессы растений: свет, температура, влажность, эдафические факторы. Экологические границы существования растений. Классификация экологических групп растений по факторам среды обитания (гидрофиты-мезофиты-ксерофиты; гелиофиты-сциофиты; гликофиты-галофиты, термофилы и криофилы и т.д.). Роль нетипичных факторов в функционировании растений: атмосферных разрядов, повышенной ионизации воздуха, промышленного загрязнения и др. Морфо-физиологические адаптации экологических групп растений к факторам среды. Экологические стратегии растений по Раменскому (виоленты, эксплеренты, патиенты) и Грайму (конкуренты, рудералы, стресс-толеранты). «Треугольник Грайма». Структурно-функциональные и физиолого-биохимические особенности растений разных экологических стратегий. Система Мак Лиода-Пианки. k и r-стратегии отбора. Фитоценотипы. Функциональные типы растительности, проблемы выделения и идентификации. Растения С-3 и С-4 типов фотосинтеза. Влияние условий среды на метаболизм С-3 фотосинтеза. Биохимические подтипы С-4 растений: НАДФ-маликэнзимный (малатный), НАД-малатдегидрогеназный (аспатратный), ФЕП-карбоксикиназный. Растения с метаболизмом кислот по типу толстянковых (CAM-растения). Индукция САМ-метаболизма. Структурные аспекты организации фотосинтетического аппарата С-3, С-4 и САМ растений: фотосистемы, хлоропласты, фототрофные клетки и ткани (мезоструктура фотосинтетического аппарата). Другие системы ФТР. 6. Проблемы биобезопасности Понятие биобезопасности. Источники биологической опасности. Биологическое (генетическое) загрязнение окружающей среды. Интродукция и акклиматизация видов в новых условиях среды. Проблемы отсутствия естественных хищников и паразитов для интродуцентов в новых условиях среды. Вспышки численности интродуцентов. Конкурентное замещение аборигенных видов. Генетически модифицированные организмы (ГМО). Векторы для переноса генов: вирусы, бактериальные плазмиды. Способы получения ГМО: вирусная трансдуция, бактериальная трансформация, баллистические методы. Молекулярные основы выделения и переноса целевых генов. Доказательства встраивания и экспрессии перенесенных генов. Промоторы. Репортерные гены первого, второго и третьего поколений. Цели создания ГМО. Риски использования ГМО и ГМИ (генетически модифицированных источников): медицинские, экологические, экономические. ГМО и проблемы биобезопасности. Биотерроризм. 7. Современные проблемы генетики 7.1 Законы наследования и наследственности Менделизм. Наследование признаков, сцепленных с полом. Взаимодействие генов. Хромосомная теория наследственности. Нехромосомная наследственность. 7.2. Изменчивость генетического материала Комбинативная изменчивость. Мутационная изменчивость. Эпигенетическая изменчивость. Модификационная изменчивость. Мутагены и тератогены окружающей среды. Наследственно-обусловленные заболевания человека. 7.3. Структура гена про- и эукариот Регуляторная часть гена. Структурная часть гена. Эволюция гена 7.4. Генетика развития Роль клеточного ядра в развитии. Дифференциальная активность генов в развитии. Клонирование животных и растений. Апоптоз. 7.5. Психогенетика Близнецы в генетике человека. Генетические основы интеллектуальных различий. Генетические основы аномального поведения человека 7.6. Современные методы селекции растений и животных 8. Успехи молекулярной генетики 8.1. Молекулярная генетика, ее характеристика как науки. Задачи молекулярной генетики в познании основных закономерностей жизнедеятельности. Парадоксальное строение геномов высших эукариот. C-value парадокс - отсутствие корреляции между свойствами геномов и их таксономическим положением. Кинетика реассоциации эукариотных ДНК. Уникальные гены и повторяющиеся последовавтельности. Сателлитная ДНК. Типы повторяющихся последовательностей, их организация и локализация в геноме. 8.2. Программа геном человека. Геномика (структурная, функциональная и сравнительная геномика). Особенности организация генома человека. Происхождение и эволюция генома человека. Этногеномика. Генетические ландшафты (геногеография). Генная диагностика. Геномная дактилоскопия (идентификация личности и установление родства). Молекулярная генеалогия. 8.3. Современные методы молекулярной генетики Клонирование. Полимеразная цепная реакция (ПЦР), секвенирование ДНК, биологические микрочипы (Чип ДНК – технология). Геноинформатика – быстрый путь от гена к лекарству. Современная биотехнология. Трансгенные растения и животные. 8.4. Геном человека как объект искусственных манипуляций. Этические проблемы. Перспективы и прогнозы. 9.Биотехнология, достижения и перспективы 9.1. Биотехнология - новая комплексная отрасль. Особенности возникновения, необходимость в современном мире. Возможности биотехнологии в решении проблем пищи, обеспечения здоровья человека, охраны окружающей среды. Биологические агенты биотехнологии: клетки, микробные монокультуры и ассоциации, ферменты, культуры клеток и тканей, гибридомы, трансгенные организмы. 9.2. Промышленная микробиология, инженерная энзимология. Биотехнология и проблемы защиты окружающей среды. Генная и генетическая инженерия. Принципы, возможности. Клеточная инженерия. 9.3. Биотехнология и сельское хозяйство. Биоинсектициды, биогербициды, проблема биологического азота. Биотехнология и селекция растений. Биотехнология в животноводстве. 9.4. Биогеотехнологии. Биотехнология и энергетика (проблема биогаза, газохола, фотоводород), биотехнология в добыче угля и нефти. 10. Проблемы антропогенеза 10.1. Специфика главной адаптации человека Три принципиально новых парадигмы общей картины мира. Релятивизм. Системный подход. Непрерывность эволюции и глобальной эволюционизм. Культурная эволюция. Время происходящих перемен. Жизнь и законы термодинамики. Одиночество человека в Космосе. Культура- главная адаптация человека и ее отрицательные последствия. Культура как частная собственность. Культура как передача по наследству общественного опыта. Герменевтическое представление о культуре, как о «красоте, которая спасет мир». Зарождение концепции культуры. Естественно-историческая концепция культуры и ее роль в эволюции человека. Культура как экологическая ниша человека. Культура как душа народа. Детство, юность, зрелость и старость культур. 10.2.Эволюция человека под действием культуры Социальная и генетическая наследственность. Два типа возможностей биологической адаптивности: генетическая специализация и пластичность поведения. Эволюция человека и открытая генетическая программа. Развитие культуры и рост численности населения. Великие географические открытия и переселения народов. ХХI век- исчерпание природных ресурсов и время экологического императива. 10.3. Происхождение человека История идеи. Три концепции происхождения человека и их абсурдность. Сущность биологической теории происхождения человека. Преадаптации у приматов к появлению человека и его культуры. Роль неотении и фетализации в происхождении человека. Динамика роста мозга и его эволюция. Удлиненное биологическое детство человека и усвоение им культуры. Речь и язык. Вторая сигнальная система и уникальная обучаемость человека. 10.4. Антропологические свидетельства эволюции Основные находки недостающего звена от Э.Дебуа до наших дней. Дискуссии о месте и времени происхождения человека и отсутствии концепций эволюционного механизма возникновении нашего вида и его основной адаптации. Молекулярно-генетические методы в антропологии. От черепов к генам. Филетическая эволюция современного человека. Роль межпопуляционного отбора в эволюции культуры. Глобализм и будущая эволюция человека. Распределение времени по темам № раздела Количество часов 1. 2 2. 2 3. 4 4. 10 5. 8 6 2 7 12 8 8 9 6 10 14 ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ № п.п. Темы практических занятий (семинары) Количество часов Учение В.И.Вернадского о биосфере 2 Механизмы рецепции и внутриклеточной передачи сигнала 2 Механизмы адаптации растений к условиям внешней среды 2 Законы наследования и наследственности 2 Генетические основы поведения человека 2 Геном человека. Достижения и перспективы 2 Специфика адаптации человека 2 Эволюция человека, роль культуры. 2 Клонирование человека. Биологическая и этическая проблемы. 2 Генетические болезни человека и их лечение. 2 ВСЕГО (часов) 20 Формы предъявления результатов самостоятельной работы слушателей: доклады по темам для обсуждения на семинарах, материал, готовый к публикации в жанре научных тезисов или научной статьи. 3. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ Разделы 1,2 Медоуз Д. и др. Пределы роста. М.: Изд-во Моск. Ун-та, 1991. Медоуз Д. и др. За пределами роста. М.: Прогресс, 1994. Миллер Т. Жизнь в окружающей среде: В 3 т. М: Прогресс, 1992-1995. Вернадский В.И. Биосфера, М.: Мысль, 1967. Будыко М.И. Глобальная экология. М.: Мысль, 1977. Ковальский В.В. Геохимическая экология. М.: Наука ,1974. Раздел 3 Вернадский В.И. Живое вещество и биосфера. М: 1994. Комов С.В. Введение в экологию. ВШ, 2001. Миркин Б.М., Наумова Л.Г., Соломещ А.И. Современная наука о растительности. М.: Логос,2000. Реймерс Н.Ф. Экология. Теория, законы, правила, принципы и гипотезы. Россия молодая, 1994. Шилов И.А. Экология. М.: ВШ, 1997. Яблоков А.В. Популяционная биология. М.: Наука , 1987. Раздел 4 Дубынин В.А., Каменский А.А., Сапин М.Р. и др. Регуляторные системы организма человека, уч. пособие, - М.: Дрофа, 2003. Котляр Б.И. Шульговский В.В. Физиология центральной нервной системы. –М.: Изд.-во Моск. ун-та, 1977. Розен В.Б. Основы эндокринологии. – М.: Изд-во Моск. ун-та, 1994. Ткачук В.А. Введение в молекулярную эндокринологию.- М.: Изд.-во МГУ, 1983. Хухо Ф. Нейрохимия.- М.: Мир,1990. Шепард Г. Нейробиология. В 2 т.- М.: Мир, 1987. Полетаев А.Б., С.Г.Морозов, И.Е.Ковалев. Регуляторная метасистема Иммунонейроэндокринная регуляция гомеостаза. М.: Медицина. 2002. Пальцев М.А., А.А.Иванов, С.Е.Северин. Межклеточные взаимодействия. М.: Медицина, 2003. Черешнев В.А., Б.Г.Юшков, В,Г.Климин, Е.В.Лебедева. Иммунофизиология. Екатеринбург, 2002. Раздел 5, 6 Гэлстон А., Дэвис П., Сэттер Р. Жизнь зелёного растения. М.: Мир, 1983. Полевой В.В. Физиология растений. М.: ВШ, 1989. Полевой В.В., Саламатова Т.С. Физиология роста и развития растений. Л.: Изд-во ЛГУ, 1991. Рейвн П . и др. Современная ботаника: в 2 т. М.: Мир, 1990. Мокроносов А.Т. Фотосинтетическая функция и целостность растительного организма М.: Наука, 1983. Эдвардс Дж., Уокер Д. Фотосинтез С3 и С4 растений: Механизмы и регуляция. – М.: Мир, 1986. Раздел 7 Инге-Вечтомов С.Г. Генетика с основами селекции. М.: ВШ, 1989 Жимулев И.Ф. Общая и молекулярная генетика. Изд-во Спб.ун-та, 2002. Айала Ф., Кайгер Дж. Современная генетика. В 3 т. М.: Мир, 1988. Гершензон С.М. Основы современной генетики. Киев, Наукова думка, 1983. Корочкин Л.И. Биология индивидуального развития. Изд-во МГУ, 2002 Дондуа А.К. Биология развития. Т.2 Клеточные и молекулярные аспекты индивидуального развития. Изд-во СпБ. Ун-та, 2005. Атраментова Л.А., Филинцова О.В. Введение в психогенетику. М.: Изд-во Флинта, 2002 Сингер М., Берг П. Гены и геномы в 2х т. М.: Мир, 1998. Фаллер Д.Н., Шилдс Д. Молекулярная биология клетки. М.: Бином, 2003. Глик Б.,Пастернак Дж. Молекулярная биотехнология .М.: Мир, 2002. Раздел 8 Lewin Genes VII , Oxford, 2001. Lodish H. Molecular cell biology, W.H. Freeman and Company, 2001. Глик Б., Пастернак Дж. Молекулярная биотехнология. Принципы и применение, М., Мир., 2002. Патрушев Л.И. Экспрессия генов. М., 2000. Тарантул В.З. Геном человека. Энциклопедия написанная четырьмя буквами. М. 2003. Сайт Интернет журнала "Молекулярная биология": http://www.eimb.relarn.ru/molbio/win/ content/content.htm и информация об обзорах в этом журнале. Раздел 9 Биотехнология. // Сб. Под ред. А.А.Баева.- М.: Наука, 1985. Сассон А. Биотехнология: свершения и надежды. –М: Мир, 1987. Биотехнология: принципы применения, под ред И.Хштинса и др. М.:Мир, 1988. Промышленная микробиология/ под ред. Н.С. Егорова М.: ВШ, 1989. Волова Т.Г. Экологическая биотехнология. – Новосибирск,1997. Биотехнология сельскохозяйственных растений. Сб. М.: Агропромиздат, 1987. Раздел 10 Вернадский В.И. Биосфера. М.: Мысль, 1967 В мире науки №6, 1992. Дискуссии: Где возник человек современного типа? Гумилев Л.Р. Этногенез и биосфера Земли. М.: Инст. Научной информации, 1977-78 гг. Данилевский Н.Я. Россия и Европа. С-Пб.: Глаголъ, 1995 Джохансон Д., Иди М. Истоки рода человеческого. М.: Миир, 1984. Дорст М. До того как умрёт природа. М.: Прогресс, 1968. Дювиньо П., Танг М. Биосфера и место в ней человека. М.: Прогресс,1968. Мечников Л.И. Цивилизация и великие исторические реки. М.: Прогресс, 1995. Моисеев Н.Н. Человек и ноосфера. М.: Молодая гвардия, 1990. Новоженов Ю.И. Филетическая эволюция человека. Свердловск: Изд. СПИ, 1983, 2005. Новоженов Ю.И. Статус-секс и эволюция человека. Свердловск : Изд-во УрГУ, 1991. Новоженов Ю.И. Социобиология и экологическая геополитика. Ж.Регион-Урал, № 3, 1997. Новоженов Ю.И Биологическая теория происхождения человека. Екатеринбург. БКИ. 1997. Новоженов Ю.И. Экологическая геополитика и судьба России. Ж. Обозреватель, № 2, 1999. Новоженов Ю.И. Таинственное либидо. Екатеринбург: Екатеринбург: Банк культурной информации, 1999. Перцик Е.Н. Среда человека: предвидимое будущее.М.: Мысль, 1990. Пилбрим Д. Происхождение гоминоидов и гоминид. В мире науки. №5, 1984. Печчеи А. Человеческие качества. М.: Прогресс, 1980. Тимофеев-Ресовский Н.В. Биосфера и человечество. Химия и жизнь, №7, 1987. Фоули Р. Еще один неповторимый вид. Экологические аспекты эволюции человека. М.: Мир,1990. Швейцер А. Упадок и возрождение культуры. М.: Прометей,1993. Шпенглер О. Закат Европы. Очерк морфологии мировой истории. М.: Мысль, Т. 1-1993, Т. 2-1998. Хосе Ортега-и-Гассет. Восстание масс. Эстетика. Философия культуры. М.: Искусство, 1991. Яблоков А.В., Остроумов С.А. Охрана живой природы. М.: Лесная промышленность, 1983. ХХ век: последние 10 лет М.: Прогресс, 1992.. Рабочую программу составил Фирсов Н.Н. – к. биол.наук, доцент, декан фак. биологии УрГУ
Федеральное Агентство По Образованию ГОУ ВПО «Уральский Государственный Университет ИМ. А.М. Горького» Институт по переподготовке и повышению квалификации преподавателей гуманитарных и социальных наук «__17__» __января____2007 г. автор Фирсов Н.Н. Учебный план повышения квалификации профессорско-преподавательского состава по направлению «Современная биология» Екатеринбург 2007 г.