новая папка 1 / 343407

(фотоны, кванты). Энергия видимого света улавливается зелеными растениями в процессе фотосинтеза.

Фотосинтез – процесс образования органических соединений

влистьях зеленых растений из воды и углекислого газа атмосферы с использованием световой энергии, адсорбируемой хлорофиллом

вхлоропластах. В результате фотосинтеза образуется энергия и атмосферный кислород, необходимый для существования живого.

Хемосинтез – это синтез органических веществ посредством окисления неорганических соединений (аммиак, оксид железа, сероводород и др.)

Животные организмы получают энергию, уже запасенную в углеводах, через пищу. Освобождение энергии, запасенной в углеводах, осуществляется в процессе аэробного и анаэробного дыхания.

Следует разобраться с механизмами поступления веществ в клетки, в частности: пассивным (диффузия), катализируемым (облегченная диффузия через мембрану клетки), активным (из области низкой концентрации в область более высокой концентрации) и проникновением веществ в клетки путем эндоцитоза (фагоцитоз, пиноцитоз-поглощение). В то же время клетки способны секретировать различные вещества во внешнюю среду посредством экзоцитоза (процесс секретирования различных веществ).

Аспираннт акцентирует внимание на характере метаболизма, в частности у автотрофных, гетеротрофных и миксотрофных организмов. По типу питания их подразделяют:

-автотрофные фотосинтезирующие организмы – в основ-

ном зеленые растения;

-автотрофные хемосинтезирующие организмы – микроорга-

низмы и бактерии;

-гетеротрофные организмы – животные и микроорганизмы, получающие энергию путем окисления органических соединений;

-миксотрофные организмы – способные к синтезу органических веществ и к использованию их в готовом виде (эвглена зеленая).

Следует иметь в виду, что автотрофы и гетеротрофы связаны между собой пищевыми цепями и энергетически зависят друг от друга.

11

Контрольные вопросы

1.Какова роль обмена веществ и энергии в жизни живых существ?

2.Что такое энергия и каковы ее формы?

3.Применимы ли к живым системам законы термодинамики?

4.Как организмы используют энергию?

5.Какова связь между световой энергией и пигментами растений? Что

происходит, когда свет падает на хлорофилл?

6.Почему энергия, запасенная в глюкозе, не может использоваться прямым образом для обеспечения биологических реакций?

7.Какова роль дыхания в подготовке энергии к использованию?

8. Опишите свойства автотрофов и гетеротрофов с точки зрения вво да

ииспользования энергии.

9.Что представляют собой АТФ и АДФ?

10.Каковы пути поступления веществ в клетки?

11.Какие виды биологической работы осуществляются в клетках?

12.Приведите примеры биосинтетической способности клеток.

13.Дайте определения и перечислите основные свойства автотрофных, гетеротрофных и миксотрофных организмов.

14.Что вы знаете о происхождении разных типов метаболизма?

15.Что вы понимаете под энтропией?

Занятие 4. Разнообразие животных. Основные типы

царства животных, их систематика и классификация

Цель занятия. Ознакомиться с разнообразием животных, основными типами царства животных, их систематикой и классификацией.

Для аспирантов изучение данной темы является актуальным вопросом, так как они не изучают предмет «Зоология». Из всего разнообразия животных следует выбрать тех, которые имеют непосредственное значение для сельскохозяйственного производства, в частности оказывают влияние на развитие животноводства.

Царство животных подразделяют на подцарства Одноклеточные и Многоклеточные. Все животные за исключением простейших являются многоклеточными гетеротрофными организмами.

Сначала аспирант должен ознакомиться с основными типами простейших одноклеточных (Protozoa), их организацией и жизненными отправлениями. Изучить следующие типы:

12

1.Саркомастигофоры, подтип Саркодовые, жгутиконосцы.

2.Споровики.

3.Книдоспоридии.

4.Микроспоридии.

5.Инфузории.

Особое внимание следует уделить паразитическим видам одноклеточных и полезных для животных и человека. Необходимо знать их филогению, жизненный цикл, способы размножения, местообитание.

Из подцарства Многоклеточные усвоить материал по типам:

1.Губки и Кишечнополостные.

2.Плоские черви, в том числе класс Ресничные, Сосальщики, Трематоды, ленточные.

3.Круглые черви, из них Нематоды, Трихинелла.

4.Кольчатые черви, в их числе Многощетинковые и Малощетинковые, Пиявки.

5.Членистоногие, в том числе подтипы Жабернодышащие, Хелицеровые, Паукообразные, Трахейнодышащие с классами Многоножки и Насекомые.

6.Мягкотелые.

7.Хордовые, в их числе классы Круглоротые, Хрящевые ры-

бы, Костные рыбы, Земноводные, Пресмыкающиеся, Птицы, Звери.

Важным моментом в изучении многоклеточных животных является происхождение, эволюция и совершенствование систем органов и тканей, приспособительность к условиям внешней среды, значение для человека.

Контрольные вопросы

1.Каковы основные черты простейших? В чем заключается их значе - ние в природе и в жизни человека?

2.Входят ли губки и кишечнополостные в основной ствол эволюции?

3.Что вы знаете о классификации гельминтов?

4.Насколько велики различия между плоскими и круглыми гельминтами?

5.Что вы знаете о происхождении круглых гельминтов?

13

6.На каких принципах основана классификация членистоногих, в чем она заключается и каковы основные черты эволюции животных этого типа?

7.Каково значение членистоногих в природе и жизни человека?

8.Какова древность иглокожих?

9.Каковы признаки, характерные для типа Хордовые? Как вы пре д- ставляете классификацию Хордовых?

10.Каково эволюционное значение бесчерепных?

11.Каковы характерные черты позвоночных?

12.Каково филогенетическое значение кругло ротых и рыб?

13.В чем заключается филогенетическое значение земноводных? С ка - кими ароморфозами связана эволюция животных этого класса?

14.Назовите прогрессивные черты пресмыкающихся. Каковы проис-

хождение и эволюционное значение пресмыкающихся?

15. Назовите прогрессивные черты в организации и приспособлении к полету птиц. Что вы знаете о происхождении животных этого класса? Каково их значение в жизни человека?

16.В чем заключаются главнейшие признаки, характерные для млекопитающих, и особенно их прогрессивные черты?

17.Какова роль млекопитающих в жизни человека?

18.Как и когда произошли млекопитающие?

19. Какое значение в понимании теории эволюции имеет рассмотрение основных свойств животных, принадлежащих к разным типам.

Занятие 5. Размножение организмов, рост и развитие.

Онтогенез и филогенез. Наследственность, изменчивость, среда обитания

Цель занятия. Ознакомиться с понятиями размножение организмов, онтогенез, филогенез, наследственность, изменчивость, среда обитания .

Эта тема изучается применительно к животным, в основном одомашненных человеком. Для живых существ характерно разнообразие в способах размножения. Оно сопровождается процессами их роста и развития. Дайте характеристику бесполому размножению и двум его путям – вегетативному (деление, множественное деление – шизогония и почкование) и спорообразованию (споровики).

14

Половое размножение встречается у одноклеточных и многоклеточных организмов. Оно происходит через образование женских и мужских половых гамет. В процессе гаметогенеза происходит дифференциация яйцеклеток (овогенез) и сперматозоидов (сперматогенез).

Биологическая роль полового размножения исключительно велика. Несомненно, что она имеет значительные преимущества по сравнении с вегетативным размножением и размножением спорообразованием. Еще К. А. Тимирязев (1843-1920) неоднократно обращал внимание на половое размножение как на выдающийся источник изменчивости организмов, поскольку в ходе мейоза имеет место рекомбинация генов, а при объединении гамет – образование новых сочетаний генов. Можно сказать, что в природе половое размножение является доминирующим по сравнению с другими формами размножения. У животных, размножающихся половым путем, репродуктивная способность сохраняется относительно долго. Так в случае человека способность к репродукции у женщин сохраняется в основном до 40-45 лет, а у мужчин практически всю жизнь.

Оплодотворение – процесс объединения мужской и женской гамет и образование зиготы. Онтогенез – это полный цикл развития индивидуального организма от зиготы до смерти. В противоположность филогенез – история возникновения и развития вида какого-либо животного организма. Онтогенез в зависимости от характера развития типирует на прямой и непрямой (метаморфоз).

Аспиранту следует понять, в чем заключается суть непрерывности жизни через наследственность и изменчивость организмов, их взаимодействие со средой обитания.

Наследственность – это передача сходства от родителей к потомству. Потомство животных наследует от своих родителей не признаки (свойства), а гены, которые контролируют эти признаки (свойства). Таким образом, генетический материал, сосредоточенный в ядерных структурах (хромосомах) и представляющий собой гены (единицы наследственности) наследуется потомством от своих родителей.

Противоположным свойством наследственности является изменчивость. Эта категория изменяется под влиянием внешней

15

среды. Студенту необходимо знать, что изменения в ДНК животных происходит от взаимодействия наследственности и среды.

Сумма генов (ДНК), характерная для клеток определенного организма представляет его геном.

Генотип – сумма генов данного организма, или индивидуальная генетическая конституция, которую животное получает от своих родителей.

Фенотип – сумма всех внешних и внутренних признаков (свойств) данного организма. Указанные признаки могут быть качественными и количественными. Для многих животных характерна фенотипическая (модификационная) изменчивость.

Контрольные вопросы

1.Опишите бесполое размножение и назовите его формы.

2.Что вы понимаете под половым размножением организмов и какова его биологическая роль?

3.Опишите особенности полового процесса у одноклеточных и многоклеточных организмов.

4.Что такое гаметогенез?

5.Какова функция гамет каждого типа?

6.Какие вы знаете стадии в развитии гамет?

7. В чем заключаются сходства и различия между сперматогенезом

иовогенезом?

8.Опишите сущность оплодотворения.

9.В чем заключается разница между зигогенезом и партеногенезом?

10.Какова биологическая роль чередования поколений?

11.Что представляет собой половой диморфизм? Что вы понимаете под гермафродитизмом? Наблюдаются ли случаи гермафродитизма у человека и как часто?

12.Как вы представляете эволюцию способов размножения?

13.Что вы понимаете под ростом и развитием организмов? Какова связь между ростом и дифференциацией клеток?

14.В чем заключаются молекулярные основы дифференцировки кле -

ток?

15.Сформулируйте понятие об онтогенезе и назовите периоды онто -

генеза.

16.Каковы различия между прямым и непрямым развитием?

17.В чем заключается влияние оплодотворения на яйцеклетки?

18.На каком этапе реализации генетической информации осуществляется контроль действия генов?

16

19.Каким образом оплодотворенная яйцеклетка развивается в многоклеточную структуру?

20.Каким образом развивающиеся клетки и ткани становятся отлич - ными одни от других в процессе развития?

21.Дайте определение наследственности и объясните, каким образом наследственность определяет непрерывность жизни?

22.Является ли изменчивость свойством живого и если да, то почему?

23.Какие формы изменчивости вы знаете?

24.Что важнее, наследственность или среда?

25.Дайте определение генотипа и фенотипа.

26.В чем заключается классический генетический анализ и применим ли он для изучения наследственности всех организмов? Каковы его возможности и ограничения?

27.Для чего используют в изучении наследственности и изменчивости экспериментальные модели?

28.Какие организмы используются в генетике в качестве моделей для

изучения генетических закономерностей?

29. На каких уровнях изучают наследственность и изменчивость?

Занятие 6. Эволюция органического мира.

Происхождение жизни на земле

Цель занятия. Ознакомиться с происхождения жизни на земле и теорией эволюции органического мира.

Данная тема является ключевой для биологии, так как раскрывает вопросы происхождения жизни на земле и теорию эволюции органического мира. Аспиранту с особой тщательностью необходимо проследить последовательность в развитии различных концепций теории эволюции, рассмотреть их актуальность.

Теория Ч. Р. Дарвина и его книга «Происхождение видов путем естественного отбора или сохранение благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь» (1859) является универсальной для понимания происхождения видов. Движущими силами эволюции Ч. Дарвин считал наследственность, изменчивость, и естественный отбор. Изменчивость вызывает разнообразие, а наследственность передает эти изменения потомству. Ученый сформулировал представления о борьбе за существование и естественном отборе.

17

Главные направления эволюции сформулированы А. Н. Северцовым (1866-1936).

Аспиранту следует обратить внимание на взаимосвязь эволюционной теории Ч. Дарвина и достижений генетики. После открытия закона Дж. Харди-В. Вайнберга (1908) С. Четвериков (1926) доказал наличие в популяциях генетической гетерогенности, т.е. наличие мутационного процесса, служащего основой для эволюционного процесса под действием естественного отбора. Позднее это доказали работы Н. П. Дубинина и Д. Н. Ромашова

(1932).

Нужно ознакомиться с теорией происхождения жизни А. И. Опарина (1924), доказательствами ее состоятельности. Н. Г. Холодный подтвердил теорию А. И. Опарина с небольшими поправками. Примерно аналогичную теорию происхождения жизни развивал английский философ Д. Бернал (1901-1971).

Контрольные вопросы

1.В чем заключается эволюционизм?

2.На чем основываются современные доводы в пользу эволюции?

3.Почему современную теорию эволюции называют синтетической и

вчем состоит ее отличие от классического дарвинизма?

4.В чем заключается сущность современного понимания происхожде-

ния жизни? Почему современная теория происхождения жизни явля ется материалистической?

5.Что является главным в учении Ч. Дарвина? Главные факторы эволюции по Ч. Дарвину.

6.Какова роль случайности в эволюции?

7.Назовите главные направления в эволюции, приведите примеры.

8.Дайте определение макро- и микроэволюции. Каково соотношение между макро- и микроэволюцией?

9.Назовите элементарные единицы, явления, материал и факторы

эволюции.

10.Дайте определение популяции. Почему элементарной единицей эволюции является популяция?

11.Что представляет собой естественный отбор? Какие формы естественного отбора вы знаете? Какова роль движущего отбора?

12.Что вы знаете о скорости эволюции? Как вы понимаете механизм

видообразования?

18

13.Обратима ли эволюция? Почему виды устойчивы, какое это имеет значение для эволюции?

14.Происходит ли образование новых видов в современную эпоху?

15.Можно ли считать новыми видами организмы, создаваемые ген-

ной и клеточной инженерией?

16.Что вы знаете о гипотезе нейтральности молекулярной эволюции

17.Какие вы знаете антидарвиновские концепции эволюции?

18.В чем заключается общенаучное значение теории эволюции?

19.Какова роль теории эволюции в биологии и в практической деятельности человека, связанной с растениями и животными?

Занятие 7. Экосистемы, организм и среда.

Биосфера и человек

Цель занятия. Ознакомиться с вопросами экологии, взаимоотношениями организма и среды, экологическими системами, антропогенным воздействием на живое.

Указанная тема является частью дисциплины, освещающая вопросы экологии, взаимоотношения организма и среды, экологических систем, антропогенного воздействия на живое.

Как известно, общей задачей экологии является изучение закономерностей существования живых существ во времени и пространстве, регуляции численности организмов, круговорота веществ и энергии, пр. Необходимо научиться прогнозировать последствия деятельности человека в биосфере.

При изучении темы аспиранту следует уделять внимание условиям среды обитания животных организмов. Определить степень влияния абиотических (свет, температура, влажность, давление, ветер и т.д.) и биотических факторов на животных (фитогенные, зоогенные, антропогенные), понять взаимоотношения организмов, формы их сожительства (симбиоз, мутуализм, комменсализм, хищничество, паразитизм, конкуренция, антагонизм).

Дать определение понятию «местообитание», где живут организмы, в том числе наземных, воздушных и водных систем.

Группировки растений и животных в биомах называют сообществами. Сообщества состоят из видов, а виды из одной или

19

более популяций. Популяции в сообществах взаимодействуют между собой. Структура популяций может быть пространственной, возрастной, половой и генетической. Ареал и численность особей в популяции определяется географическими, физическими и экологическими условиями ее обитания.

Контрольные вопросы

1.Биосфера, ее структура и границы.

2.Абиотические и антропогенные факторы.

3.Биотические факторы.

4.Структура биологического разнообразия

5.Значение растений в жизни человека.

6.Полезащитное лесоразведение.

7.Охрана отдельных видов растений и растительных со обществ.

8.Охрана редких насекомых. Красная книга России.

9.Роль животных в биосфере и жизни человека.

10.Охрана и рациональное использование ресурсов животного мира

11.Особенности агробиоценозов.

12.Предотвращение загрязнения окружающей среды в сельскохозяйственном производстве.

13.Что такое экологическая безопасность?

14.Экологический мониторинг и его понятие.

15.Экологический паспорт предприятия.

16.Заповедные территории (заповедники, заказники, национальные парки).

17.Охрана антропогенных ландшафтов.

18.Ответственность за нарушение среды обитания диких животных и реализованных экологических ниш для отдельных видов животных.

20