КОНСПЕКТЫ ЛЕКЦИЙ биология. Конспекты лекций по учебной дисциплине Биология
 Скачать 398.27 Kb.
|
|
Лекция №10. Происхождение и начальные этапы развития жизни на Земле. Цель теоретического занятия: рассмотреть основные закономерности и основные этапы развития жизни на Земле. Время: 2 часа Учебно-материальное обеспечение: 1.Компьютер, экран, проектор; 2. Электронная презентация к занятию. Учебные вопросы: Гипотезы происхождения жизни. Основные закономерности возникновения, развития и существования жизни на Земле. Усложнение живых организмов в процессе эволюции. Причины многообразия видов организмов на Земле. Гипотезы происхождения жизни. Происхождение жизни на Земле является одной из важнейших проблем естествознания. Еще в глубокой древности люди задавали себе вопросы, откуда произошла живая природа, как появилась жизнь на Земле, где грань перехода от неживого к жизни и пр. На протяжении десятков веков менялись взгляды на проблему жизни, высказывались разные идеи, гипотезы и концепции. Этот вопрос волнует человечество и по настоящее время. Некоторые идеи и гипотезы о происхождении жизни получили широкое распространение в разные периоды истории развития естествознания. В настоящее время существует пять гипотез возникновения жизни: 1. Креационизм – гипотеза, утверждающая, что жизнь создана сверхъестественным существом в результате акта творения, то есть Богом. 2. Гипотеза стационарного состояния, согласно которой жизнь существовала всегда. 3. Гипотеза самопроизвольного зарождения жизни, которая основывается на идее многократного возникновения жизни из неживого вещества. 4. Гипотеза панспермии, согласно которой жизнь была занесена на Землю из космического пространства. 5. Гипотеза исторического происхождения жизни путем биохимической эволюции А. И. Опарина: -Геохимическая эволюция планеты Земля, синтез простейших соединений, таких как СО2, переход воды из парообразного состояния в жидкое в результате постепенного охлаждения Земли. Эволюция атмосферы и гидросферы. - Образование из неорганических соединений органических веществ – аминокислот – и их накопление в первичном океане в результате электромагнитного воздействия Солнца, космического излучения и электрических разрядов. -Постепенное усложнение органических соединений и образование белковых структур. - Выделение белковых структур из среды, образование водных комплексов и создание вокруг белков водной оболочки. -Слияние таких комплексов и образование коацерватов, способных обмениваться веществом и энергией с окружающей средой. - Поглощение коацерватами металлов, что привело к образованию ферментов, ускоряющих биохимические процессы. -Выработка в ходе эволюции у этих образований процессов саморегуляции и самовоспроизведения. Основные закономерности возникновения, развития и существования жизни на Земле.Для существования первых «живых» молекул, прокариотов необходим, как для всего живого, приток энергии извне. Непосредственным источником энергии для клеток служит аденозинтрифосфорная кислота и другие соединения, содержащие фосфор. Энергию клетки получают с пищей, они способны не только тратить, но и запасать энергию.Примерно 2 млрд. лет тому назад в живых клетках появилось ядро. Из прокариотов возникли эукариоты – одноклеточные организмы с ядром. Их на Земле насчитывается 25—30 видов. Самые простые из них – амебы. У эукариотов существует в клетке оформленное ядро с веществом, содержащим код синтеза белка. Примерно к этому времени наметился «выбор» растительного или животного образа жизни. Основное различие этих образов жизни связано со способом питания, с возникновением такого важного для жизни на Земле процесса, как фотосинтез. Фотосинтез заключается в создании органических веществ, например, сахаров, из углекислоты и воды при использовании энергии света. Благодаря фотосинтезу растения вырабатывают органические вещества, за счет которого происходит наращивание массы растений. Усложнение живых организмов в процессе эволюции.Усложнение строения организмов животных происходило на протяжении всего периода развития животного мира на Земле. Появление многоклеточности, специализации и дифференцировки клеток было выгодным и давало определенные преимущества живым организмам. В процессе эволюции постоянно возникают новые виды организмов, приспособленных к разным условиям среды, увеличивается разнообразие фауны. В результате эволюции повышается общий уровень организации живых существ: происходит усложнение и усовершенствование их строения. А вот строение паразитических форм организмов в процессе эволюции упрощается. Но и эти организмы считают прогрессивными эволюционными группами, поскольку они прекрасно приспособлены к жизни и дают многочисленное потомство. Причины многообразия видов организмов на Земле Причины многообразия видов – результат взаимодействия движущих сил эволюции: наследственной изменчивости, борьбы за существование, естественного отбора. На Земле существуют различные среды обитания. В связи с этим каждый вид приспособился к условиям жизни каждый в своей среде. Большое разнообразие видов в природе уменьшает шансы вымирания. Контрольные вопросы: Охарактеризовать гипотезы происхождения жизни на Земле. Перечислить основные закономерности возникновения, развития и существования жизни на Земле. В чем причины многообразия видов организмов на Земле? Лекция№11. История развития эволюционных идей. Цель теоретического занятия: рассмотреть историю развития эволюционных идей. Время: 2 часа Учебно-материальное обеспечение: 1.Компьютер, экран, проектор; 2. Электронная презентация к занятию. Учебные вопросы: 1. История развития эволюционных идей. 2. Значение работ К. Линнея, Ж.Б. Ламарка, Ж. Кювье в развитии эволюционных идей в биологии. 3. Эволюционное учение Ч. Дарвина. Краткое изложение темы: История развития эволюционных идей. История развития естествознания в античный период тесно связана с развитием философии. Считалось, что от воли богов зависит и жизнь людей (креационизм). Так, Гераклит Эфесский (VI в. до н.э.) считал, что мир не создан никем из богов. В нем нет ничего застывшего, все находится в постоянном движении. Все течет, все изменяется, как вода в реке. В трудах великого философа и естествоиспытателя древности Аристотеля (384 — 322 гг. до н.э.) имеются высказывания о развитии живой природы, основанные на знании общего плана строениявысших животных (в книгах Аристотеля упоминается около 500 разных видов). Теофраст (372 — 287 гг. до н.э.). Он описал 400 видов растений, исследовал их органы. В его трактатах содержатся сведения о жизнедеятельности (физиологии) растений, их практическом значении. Фундаментальные труды Аристотеля «О частях животных», «История животных» и Теофраста «Исследования о растениях», обобщающие биологические знания того времени, оказал решающее влияние на последующее развитие биологии. Значение работ К. Линнея, Ж.Б. Ламарка, Ж. Кювье в развитии эволюционных идей в биологии. Карл Линней (1707—1778), труд «Система природы», выдвинул иерархический принцип систематических категорий: объединил виды в роды, роды в отряды, отряды в классы. Предложил бинарную номенклатуру, создал первую искусственную систему природы. Линней отнес человека к миру животных и поместил его в один отряд с обезьянами. Научное наследие К.Линнея включает 180 опубликованных работ. Жорж Кювье (1769—1832)был крупнейшим специалистом в области палеонтологии и сравнительной анатомии. Установил сходство между ископаемыми и современными животными. Кювье разработал «теорию катастроф», которые в прошлом уничтожали всех животных,и после каждой катастрофы происходило сотворение новыхживых организмов. Кювье использовал для подтверждения деятельности творца, он рассматривал в качестве доказательства естественного происхождения и изменения живых организмов (трансформизм). Жан Батист Ламарк (1744- 1829)предложил первую эволюционную теорию, подкрепленную многочисленными примерами. В основу учения положено представление о постепенном естественном развитии организмов во времени от простого к сложному и роль внешней среды в этом процессе оказывают условия среды. Основной труд «Философия зоологии». Эволюционное учение Ч. Дарвина. Главная научная заслуга Чарльза Дарвина (1809-1882 ). состоит в том, что он раскрыл основные механизмы и движущие силы эволюции органического мира Земли. Дарвин объяснил суть селекции: человек создает новые породы домашних животных и сорта растений на основе наследственной изменчивости и искусственного отбора. Центральным звеном в теории Дарвина по праву следует считать разработанное им учение о естественном отборе,который, в свою очередь, становится следствием борьбы за существование. Борьба за существование происходит из-за почти неограниченной способности организмов к размножению (под контролем естественного отбора). Ч. Дарвин считал, что механизмы эволюции едины. Ч. Дарвин вскрыл причины приспособлений организмов и показал относительный характер приспособленности, объяснил саму суть процесса видообразования (принцип дивергенции). Контрольные вопросы: 1. Что изучает эволюционное учение? 2. С именами каких античных ученых связаны древнейшие эволюционные представления? 3. В чем суть эволюционной концепции Ж. Б.Ламарка? 4. Какова роль Аристотеля в развитии биологии? 5. Какие основные эволюционные идеи сложились в античное время? 6. Каких ученых справедливо считают предшественниками дарвинизма? 7. Какое значение для развития эволюционных идей имели труды К.Линнея? 8. В чем сущность эволюционного учения Ч. Дарвина? Лекция№12. Микроэволюция и макроэволюция. Цель теоретического занятия: рассмотреть основные понятия о структурных единицах эволюции микро- и макроэволюции. Время: 2 часа Учебно-материальное обеспечение: 1.Компьютер, экран, проектор; 2. Электронная презентация к занятию. Учебные вопросы: Микроэволюция Макроэволюция Направления макроэволюции. Синтетическая теория эволюции Краткое изложение темы: Микроэволюция — это распространение в популяции малых изменений в частотах аллелей на протяжении нескольких поколений; эволюционные изменения на внутривидовом уровне. Такие изменения происходят из-за следующих процессов: мутации, естественный отбор, искусственный отбор, перенос генов и дрейф генов. Эти изменения приводят к дивергенции популяций внутри вида, и, в конечном итоге, к видообразованию. Популяционная генетика — это ветвь биологии, которая обеспечивает математический аппарат для изучения микроэволюционных процессов. Экологическая генетика наблюдает микроэволюцию в реальности. Как правило, наблюдаемые процессы эволюции являются примерами микроэволюции, например, образование штаммов бактерий, обладающих устойчивостью к антибиотикам. Микроэволюции часто противопоставляют макроэволюции, которая представляет собой значительные изменения в частотах генов на популяционном уровне в значительном геологическом промежутке времени. Каждый подход вносит свой вклад в эволюционные процессы. Второе понятие микроэволюции — процесс видообразования. Макроэволюциякак процесс исторического развития крупных таксонов (семейств, отрядов, классов, типов) органического мира не имеет особых механизмов. Она происходит на основе микроэволюции и представляет собой обобщенную картину развития органического мира в его исторической перспективе. Таким образом, макро- и микроэволюционные процессы обусловлены действием одних и тех же элементарных эволюционных факторов. Большой вклад в развитие теории макроэволюции внес отечественный ученый А.Н.Северцов. Он сформулировал понятия биологического прогресса и регресса и установил основные пути и направления эволюции. Биологический прогресс характеризуется процветанием вида или группы организмов в целом, его эволюционным успехом. Достигается за счет возрастания приспособленности организмов к окружающей среде, ведущее к увеличению численности и более широкому распространению вида ( мышевидные грызуны, насекомые, живущие рядом с человеком, сорные растения) Биологический регресс – это снижение уровня приспособленности к условиям обитания, уменьшение численности вида и площади видового ареала. Проявляется в уменьшении численности вида, преобладании смертности над рождаемостью, сужении ареала, сокращении числа популяций и уменьшении числа систематических единиц (примеры-гигантский ленивец, динозавры, саблезубый тигр, древовидные формы хвощей и плавунов.) Направления макроэволюции. А.Н.Северцов и И.И.Шмальгаузен установили, что биологический прогресс в эволюции достигается путем морфологических изменений в трех направлениях – в результате ароморфоза, идиоадаптации и общей дегенерации.
Синтетическая теория эволюции Началом разработки синтетической теории эволюции (СТЭ) принято считать работы русского генетика С. С. Четверикова. Синтетическая теория эволюции строится на следующих принципах и понятиях: 1. Элементарной «клеточкой» биологической эволюции является не организм, не вид, а популяция. Популяция – это элементарная эволюционная структура. Через изменение ее генотипического состава осуществляется эволюция вида; 2. Элементарный эволюционный материал – это мутации (мелкие изменения наследственности), обычно случайно образующиеся. В настоящее время выделяют генные, хромосомные, геномные (изменения числа хромосом и др.), изменения внеядерных ДНК и др.; 3. Наследственное изменение популяции в каком-либо определенном направлении осуществляется под воздействием элементарных эволюционных факторов: мутационный процесс, поставляющий элементарный эволюционный материал; популяционные волны (колебания численности популяции в ту или иную строну от средней численности входящих в нее особей); изоляция (закрепляющая различия в наборе генотипов и способствующая делению исходной популяции на несколько новых, самостоятельных популяций); естественный отбор. Контрольные вопросы: Дать понятие процессу микроэволюции Дать понятие макроэволюции. Перечислить основные направления макроэволюции. В чем сущность синтетической теории эволюции? Лекция№13. Антропогенез. Цель теоретического занятия: рассмотреть основные признаки антропогенеза. Время: 2 часа Учебно-материальное обеспечение: 1.Компьютер, экран, проектор; 2. Электронная презентация к занятию. Учебные вопросы: Социальные факторы антропогенеза Биологические факторы антропогенеза Расы и их происхождение Несостоятельность расизма Краткое изложение темы: Понятием «антропогенез» обозначают общий ход процессов эволюционно-исторического развития физического образа человека, начального формирования его речи, трудовой деятельности и общества. Проблемы антропогенеза изучает наука антропология. |