Гончарова Оксана Владимировна Кандидат биологических наук, доцент Концепции современного естествознания: учебно-методический комплекс

Вид материала

Учебно-методический комплекс

Содержание Семинар № 5. Биохимические начала жизни Раздел 4. ПОРЯДОК И БЕСПОРЯДОК В ПРИРОДЕ эукариоты и прокариоты; эволюция растений; эволюция животных Генетика и эволюция законы Менделя; теория наследственности и генная инженерия современный биологический эволюционизм (нуклеиновые кислоты, гены, белки, генетический код, и т.д.) мутации, их свойства и виды

Подобный материал:

• Учебно-методический комплекс по дисциплине Концепции современного естествознания Направления, 781.33kb.
• Учебно-методический комплекс дисциплины концепции современного естествознания Специальность, 187.08kb.
• Учебно-методический комплекс Для студентов всех специальностей, кроме специальности, 519.51kb.
• Учебно-методический комплекс дисциплины концепции современного естествознания для студентов, 331.69kb.
• Середина Елена Владимировна, кандидат географических наук, доцент, доцент кафедры учебно-методический, 653.52kb.
• Учебно-методический комплекс по дисциплине, 197.84kb.
• Учебно-методический комплекс по дисциплине, 223.53kb.
• Учебно-методический комплекс по дисциплине, 721.84kb.
• Учебно-методический комплекс по дисциплине, 259.56kb.
• Слонов Тимур Людинович, кандидат биологических наук, доцент, Крапивина Елена Александровна,, 925.19kb.

Семинар № 5. Биохимические начала жизни

Вопросы к теме:

1. От алхимической концепции до формирования концептуальной базы химии
   

• этапы становления химии;
  
• важнейшие химические открытия, законы;
  
• периодический закон и периодическая система;
  
• важнейшие химические связи.
  

2. Химические системы
   

• основные химические понятия: «химический элемент», «атом», «изотопы», «молекула», «вещество»;
  
• мономеры и полимеры,
  
• катализаторы, биокатализаторы.
  
• методы исследования веществ в современной химии; качественный и количественный состав вещества;
  
• современные представления о строении атома;
  

• новые химические технологии;
  
• перспективные классы веществ и химических соединений.
  

3. Химические реакции и реакционная способность веществ
   
   • химические реакции или процессы;
     
   • экзо-, эндотермические процессы;
     
   • химическая кинетика;
     
   • энергии активации;
     
   • катализ, автокатализ; свойства катализаторов; влияние различных факторов на скорость;
     
   • закон действующих масс;
     
   • правило Вант-Гоффа;
     
   • состояние равновесия и условия его смещения;
     
   • принцип Ле Шателье;
     
   • использование знания закономерностей на конкретных примерах (Выполнить практические задания).
     
4. Особенности биологического уровня организации материи
   

• иерархическая организация уровней живого;
  
• признаки и свойства живых систем;
  
• химический состав живого; особенности атома углерода, биополимеров, воды;
  
• хиральность молекул живого;
  
• целостность живых систем;
  
• управление и регулирование живых систем; уровни регулирования в организме;
  
• составление последовательности иерархии живой материи; анализ свойств, признаков живого, особенностей химического состава на конкретных примерах (Выполнить практические задания).
  

5. Принципы воспроизводства живых систем
   

• важнейшие биополимеры – белки, липиды, углеводы, нуклеиновые кислоты, их функции;
  
• аминокислоты и нуклеотиды как мономеры биополимеров;
  
• принцип комплементарности, комплементарные пары азотистых оснований;
  
• строение ДНК и РНК; их роль в синтезе белка;
  
• процессы редупликации, транскрипции, трансляции;
  
• генетический код, его свойства;
  
• нахождение комплементарных пар нуклеотидов; числа нуклеотидов, шифрующих конкретный белок (Выполнить практические задания).
  

Основная литература:

• Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания: Учебник под ред. акад. РАН М.Ф.Жукова. – М.: ЮКЭА, 2005. – С. 311-337, 397-424, 564-589, 657-682.
  
• Найдыш В.М. Концепции современного естествознания: Учеб. пос. – М.: Альфа-М, ИНРА-М, 2007. – С. 160-162, 250-255, 296-299, 346-357, 545-549.
  
• Горелов А.А. Концепции современного естествознания: Учеб. пос. – М.: Высшее образование, 2006. – С. 131-138.
  

Дополнительная и рекомендуемая литература: 4-14.

Раздел 4. ПОРЯДОК И БЕСПОРЯДОК В ПРИРОДЕ

Семинар № 6. Порядок и хаос в природе. Концепция синергетики и основы системного подхода

Вопросы к теме:

1. Динамические и статистические закономерности в природе
   

• концепция механического детерминизма;
  
• динамические теории как детерминистское описание природы, их примеры;
  
• системы с динамическим хаосом; отличие хаоса от беспорядка;
  
• статистические теории, описывающие системы с хаосом и беспорядком, их основные понятия и примеры;
  
• соответствие динамических и статистических теорий;
  
• причины несостоятельности механического детерминизма даже для динамических систем;
  
• применение знаний по теме при анализе конкретных положений, примеров (Выполнить практические задания).
  

2. Атомистическая концепция. Концепции квантовой механики
   

• атомизм Левкиппа-Демокрита-Эпикура как ранняя гипотеза устройства микромира;
  
• основные представления древних мыслителей об атоме;
  
• атомизм как основа для формирования телесно (вещественно) ориентированного миропонимания, противостоящего миропониманию процессному (Гераклит);
  
• атомизм как одно из ключевых понятий в картине мира классической науки и его критика в связи с открытием радиоактивности в XIX в.;
  
• эволюция представлений об атоме по мере развития знаний о природе: неделимый и распадающийся атом, рентгеновское излучение; проблема неэлементарности устройства мироздания;
  
• первый опыт моделирования атома Дж.Д.Томсоном «Пудинг с изюмом»; критика модели Томсона Э.Резерфодом в опыте бомбардировки атомов тяжелых элементов - частицами;
  
• предложение Э.Резерфордом «Планетарной» модели атома; согласованность данной модели со здравым смыслом и ее противоречия с законами электродинамики; несостоятельность модели атома Резерфорда;
  
• открытие важнейших квантовых эффектов М.Планком, А.Эйнштейном;
  
• разработка модели атома водорода Н.Бором;
  
• идея корпускулярно-волнового дуализма Луи де Бройля как всеобщего свойства материи, понятие о волновой функции Э.Шредингера и М.Борна;
  
• принципы неопределенности В.Гейзенберга (соотношения неопределенностей: координата–импульс, энергия–время) и дополнительности Н.Бора в узком (квантовомеханическом) смысле;
  
• основные пары дополнительных величин: координата и импульс, энергия и время;
  
• философское значение принципа дополнительности в узком смысле: неотделимость познающего субъекта от познаваемого объекта;
  
• примеры проявления принципа дополнительности в широком смысле: необходимость несовместимых точек зрения для полного понимания любого предмета или процесса;
  
• описание состояния в квантовой механике;
  
• статистический характер квантового описания природы;
  
• соответствие квантовой и классической механики;
  
• применение знаний по теме при анализе конкретных положений, примеров (Выполнить практические задания).
  

3. Принцип возрастания энтропии
   

• термодинамика, предмет термодинамики;
  
• основные формы энергии, их качественные различия;
  
• законы (начала) термодинамики;
  
• первый закон термодинамики; термодинамическое равновесие, его признаки;
  
• различные формулировки второго закона термодинамики, их эквивалентность;
  
• энтропия: многогранный смысл энтропии (измеряемая физическая величина, мера некачественности энергии, мера молекулярного беспорядка);
  
• закономерность эволюции на фоне всеобщего роста энтропии;
  
• термодинамические условия существования и эволюции жизни на Земле;
  
• гипотезы, связанные с энтропией (тепловая смерть Вселенной и др.);
  
• применение знания по теме при анализе конкретных положений, примеров (Выполнить практические задания).
  

4. Закономерности самоорганизации и системного подхода
   

• переход от детерминизма к стохастике;
  
• возникновение синергетики как учения о самоорганизации на всех уровнях материи;
  
• концепция синергетического подхода к природной и социальной системе;
  
• процессы самоорганизации и важнейшие понятия синергетики: диссипация, диссипативные структуры, точки бифуркации, флуктуации, неравновесные системы и квазистабильность, аттракторы;
  
• самоорганизация в химии (брюсселятор) и у живых объектов (амеб в опытах группы И.Р.Пригожина);
  
• гомеостатика как новая ветвь кибернетики и ее важнейшие понятия;
  
• примеры гомеостатических систем и их функционирования (Выполнить практические задания);
  
• возникновение системного подхода и определения системы (Выполнить практические задания);
  
• понятие о важнейших типах систем и направлениях (школах) системных исследований; примеры систем с обратной связью (Выполнить практические задания);
  
• функциональные системы П.К.Анохина;
  
• приложения системного подхода в естествознании: возможности, перспективы, примеры;
  
• использование системного подхода в экономических исследованиях.
  

5. Цели и принципы универсального эволюционизма.
   
6. Применение знания по теме при анализе конкретных положений, примеров (Выполнить практические задания).
   

Основная литература:

• Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания: Учебник под ред. акад. РАН М.Ф.Жукова. – М.: ЮКЭА, 2005. – С. 66-73, 195-218, 238-264, 338-355, 378-396, 425-462, 639-656, 683-731.
  
• Найдыш В.М. Концепции современного естествознания: Учеб. пос. – М.: Альфа-М, ИНРА-М, 2007. – С. 103-105, 233-235, 333-357, 633-644.
  
• Горелов А.А. Концепции современного естествознания: Учеб. пос. – М.: Высшее образование, 2006. – С. 110-130.
  

Дополнительная и рекомендуемая литература: 4-14.


Раздел 5. ПАНОРАМА СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ


Семинар № 7. Концепции эволюции Вселенной


Вопросы к теме:

1. Космология; предмет космологии.
   
2. Становление космологических знаний: мифологический и научный аспекты
   
   • представление о масштабах Мироздания и принцип его иерархической организации;
     
   • сходство и различия в представлениях древних мыслителей об устройстве космоса;
     
   • представления Аристотеля, геоцентрическая система Птолемея;
     
   • развитие классической механики и представлений об устройстве Мироздания;
     
   • гелиоцентрическая система Коперника,
     
   • математический и физический аспекты геоцентрической и гелиоцентрической систем;
     
   • открытия И.Кеплера в области механики неба: законы небесной механики Кеплера;
     
   • представления Эйнштейна;
     
   • представления Фридмана;
     
   • модель «Большого взрыва».
     
3. Гипотеза «горячей» Вселенной; экспериментальные доказательства гипотезы «горячей» Вселенной
   
   • основные наблюдаемые свойства Вселенной;
     
   • стабильность или расширение Вселенной; этапы расширения Вселенной;
     

• закон Хаббла; определение постоянной Хаббла; постоянная Хаббла и эволюция Вселенной;
  

• возраст Вселенной.
  
1. Понятие о различных видах материи во Вселенной (обычная (барионная) материя, «тёмная материя», «тёмная энергия») и основных различиях между ними
   
   • реликтовое излучение;
     
   • применение знания по теме при анализе конкретных положений, примеров (Выполнить практические задания).
     
2. Важнейшие концепции современной космологии
   

• предмет исследования и методы космогонии;
  
• гипотезы образования метагалактики (концепция «Большого взрыва», модели развития метагалактики), структура и характеристика галактик;
  
• основные характеристики звезд;
  
• принципы классификации и основные типы звезд;
  
• основные этапы эволюции звезд;
  
• роль звезд в синтезе химических элементов;
  
• характеристики и эволюционный путь Солнца как звезды.
  

6. Происхождение Солнечной системы (структуры мегамира)
   

• состав и основные особенности устройства Солнечной системы;
  
• небулярная гипотеза образования планет солнечной системы Канта-Лапласа;
  
• основы современных представлений о формировании Солнечной системы.
  

7. Планета Солнечной системы Земля
   

• образование Земли и ее важнейшие параметры как космического тела;
  
• внутреннее строение и история геологического развития Земли, ее формирование и дифференциация недр, химический состав;
  
• отличие Земли от других планет земной группы;
  
• методы определения внутреннего строения и возраста Земли;
  
• концепции развития геосферных оболочек и тектоника литосферных плит;
  
• современные концепции о геологическом строении и развитии планеты, геосферных оболочек;
  
• представления А.Л.Чижевского о влиянии Солнца на биосферу Земли;
  
• экологические функции литосферы (ресурсная, геодинамическая, геофизико-геохимическая); литосфера как абиотическая основа жизни;
  
• структура и химический состав атмосферы; циркуляция атмосферы и климат Земли;
  
• гидросфера планеты, ее структура, роль.
  

Основная литература:

• Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания: Учебник под ред. акад. РАН М.Ф.Жукова. – М.: ЮКЭА, 2005. – С. 30-73, 121-144, 208-214, 463-563, 754-790.
  
• Найдыш В.М. Концепции современного естествознания: Учеб. пос. – М.: Альфа-М, ИНРА-М, 2007. – С. 110-111, 119-125, 151-153, 177-187, 192-199, 202, 235-239, 241-250, 293-295, 411-544.
  
• Горелов А.А. Концепции современного естествознания: Учеб. пос. – М.: Высшее образование, 2006. – С. 70-96.
  

Дополнительная и рекомендуемая литература: 4-14.


Семинар № 8. Концепции эволюции живых систем


Вопросы к теме:

1. Происхождение жизни
   
   • исторические концепции происхождения жизни: креационизм, постоянное самозарождение, стационарное состояние, гипотеза панспермии, биохимическая эволюция;
     
   • предпосылки и этапы возникновения жизни;
     
   • методологические подходы в вопросе происхождения жизни: голобиоз, генобиоз;
     
   • условия существования жизни;
     

• жизнь как компонент и фактор планетарного развития;
  

• уровни организации жизни.
  
1. Эволюционная концепция
   

• понятие эволюции;
  
• возникновение представлений о развитии: первая попытка систематизации видов Аристотеля, идея трансформации органических форм («Лестница существ» Г.В. Лейбница), теория катастроф (А д'Обиньи) применительно к органике и т.п.;
  
• эволюционная концепция Ж.-Б. Ламарка;
  
• теория эволюции Ч. Дарвина;
  
• дарвинизм и антидарвинизм;
  
• синтетическая теория эволюции (СТЭ), её основные положения об элементарных единице, материале, явлении, факторах;
  
• микро-, макроэволюция;
  
• основные атрибуты эволюции: самопроизвольность, необратимость, направленность;
  
• подтверждения теории эволюции;
  
• основные законы эволюции;
  
• основные факторы эволюции: мутации, популяционные волны, обособленность групп и т.п.;
  
• формы естественного отбора: стабилизирующий, движущий (направленный), дизруптивный (разрывающий).
  

3. История жизни на Земле и методы исследования эволюции
   

• понятия о геологических эрах и периодах, связь границ между эрами с геологическими и палеонтологическими изменениями;
  
• основные понятия, связанные с эволюцией жизни;
  
• ароморфоз, важнейшие ароморфозы в истории жизни;
  

• эукариоты и прокариоты;

• эволюция растений;

• эволюция животных;

• основные таксономические группы растений, животных и последовательность их эволюции;
  
• методы исследования эволюции;
  
• применение знания по теме при анализе конкретных положений, примеров (Выполнить практические задания).
  

4. Генетика и эволюция

• законы Менделя;

• теория наследственности и генная инженерия;

• основные понятия генетики;

• современный биологический эволюционизм (нуклеиновые кислоты, гены, белки, генетический код, и т.д.);

• свойства генетического материала;

• изменчивость, её типы: ненаследственная (модификационная, фенотипическая), наследственная (генотипическая, мутационная);

• мутации, их свойства и виды;

• успехи в создании генетически модифицированных продуктов (ГМП), правовые аспекты создание ГМП;
  
• технология создания вакцин;
  
• клонирование, история клонирования, перспективы технологии клонирования.
  

5. Химическая организация живого
   

• микроэлементы и макроэлементы; присутствие в окружающей среде, растениях; их роль для человеческого организма;
  
• органические соединения: ферменты и их функции; липиды и их функции; белки, жиры, углеводы и их функции;
  
• витамины; классификация витаминов; витаминозы (а-, гипо-, гипер-).
  

Основная литература:

• Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания: Учебник под ред. акад. РАН М.Ф.Жукова. – М.: ЮКЭА, 2005. – С. 397-422, 564-638, 657-709, 732-773.
  
• Найдыш В.М. Концепции современного естествознания: Учеб. пос. – М.: Альфа-М, ИНРА-М, 2007. – С. 125-133, 172-177, 239-241, 255-276, 299-308, 545-597, 653-667.
  
• Горелов А.А. Концепции современного естествознания: Учеб. пос. – М.: Высшее образование, 2006. – С. 140-174.
  

Дополнительная и рекомендуемая литература: 4-14, 16.


Раздел 6. БИОСФЕРА И ЧЕЛОВЕК