Учебное пособие для модульно-рейтинговой технологии обучения




НазваниеУчебное пособие для модульно-рейтинговой технологии обучения
страница1/38
Дата30.12.2012
Размер2.34 Mb.
ТипУчебное пособие
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   38


Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова»


Бийский технологический институт (филиал)


С.В. Лаптев, Н.И. Мезенцева


ОБЩАЯ БИОЛОГИЯ И МИКРОБИОЛОГИЯ


ОБЩАЯ БИОЛОГИЯ


ЭВОЛЮЦИОННЫЕ УЧЕНИЯ


Учебное пособие

для модульно-рейтинговой технологии обучения


Бийск

2006

УДК 576.80.85

Лаптев, С.В. Общая биология и микробиология. Общая биология. Эволюционные учения: учебное пособие для модульно-рейтинговой технологии обучения / С.В. Лаптев, Н.И. Мезенцева.




Алт. гос. техн. ун-т, БТИ. – Бийск.

Изд-во Алт. гос. техн. ун-та, 2006. – 167 с.


В данном учебном пособии представлена система методической документации для модульно-рейтинговой технологии обучения по курсу «Общая биология и микробиология».

Разработано в соответствии с Государственным образовательным стандартом УМО высшего профессионального образования по направлению подготовки дипломированных специалистов 240900 и на основе Примерной программы дисциплины «Общая биология и микробиология», одобренной советом УМО по образованию в области химической технологии и биотехнологии.

Предназначено для студентов и преподавателей технологических и смежных вузов.


Рассмотрено и одобрено

на заседании кафедры

биотехнологии БТИ АлтГТУ.

Протокол №68 от 16.11.2005 г.


Рецензент:

завкафедрой биологии и экологии

БПГУ им. В.М. Шукшина д.б.н. Гайнанова Н.К.


© Лаптев С.В., Мезенцева Н.И., 2006

© БТИ АлтГТУ, 2006

ВВЕДЕНИЕ



Происхождение жизни – величайшая загадка для человечества. Вопрос «откуда мы?» человек задает себе свыше семи тысяч лет,
с начала нового каменного века (неолита). Именно в это время люди вышли из пещер и стали строить постоянные жилища на открытых местах. Человеческий разум открывал все новые горизонты. Этому способствовало зарождение земледелия и ремесел. Постепенно человек неолита стал отграничивать себя от природы своим внутренним духовным миром. Вместе с этим у него появилась вера в то, что окружающая природа – животные и растения, реки и моря, горы и равнины – тоже одушевлена.

Это отождествление окружающей природы с одушевленностью человека имело серьезные последствия. Первые примитивные формы веры, существовавшие уже около 40 тыс. лет назад, расширялись
и скреплялись. Человек понимает, что он смертен, что одни рождаются, а другие умирают, что он создает орудия труда, обрабатывает землю и получает ее плоды. Что же лежит в основе всего, кто создал землю и небо, животных и растения, воздух и воду, день
и ночь и, наконец, самого человека? Так формировалось представление о сотворении мира, как о «творческом акте» Бога, которое лежит
в основе всех религий. Библия гласит: «В начале Бог создал небо
и землю»; на четвертый день Бог распоряжается: «Да произведет вода обильное множество одушевленных гадов, и птицы да летают над землей в небесном просторе». Во второй части творения: «И создал Бог человека по своему образу и подобию». И наконец: «Господь Бог создал женщину из ребра, которое взял от человека, и привел ее
к человеку». Библия – сборник различных по времени написания и по содержанию произведений древнееврейской культуры (ее древнейшая часть известна с IX в. до н.э.) – заимствовала представления
о сотворении мира из древневавилонских и древнеегипетских мифов. Эти мифы приоткрывают завесу на ранние представления человека
о происхождении мира. Археологическая находка – алебастровая ваза, обнаруженная при археологических раскопках древнешумерского города Урука, существовавшего в Южной Месопотамии 4000 лет назад, – позволила познакомиться с древними представлениями о возникновении живых существ. Ваза украшена рядами ярусов. Внизу изображены морские волны. Из них поднимаются растения, далее следуют животные, а наверху – люди. Над всем этим – скульптурная композиция
с богиней жизни и плодородия Иштар. С древних времен человек стремился поставить себя на верхней ступени лестницы жизни

как существо, «стоящее ближе всех к ангелам». Идея самозарождения жизни из воды, ила или гниющей материи также идет от древних мифов. В различных вариантах эта идея дожила до XXI века. Один из создателей теории происхождения жизни в XX веке академик
А.И. Опарин (1894–1980 гг.) в книге «Происхождение жизни» приводит подробный обзор развития идей о возникновении жизни на Земле. Мы же ограничимся краткими историческими сведениями.

Древнегреческие философы Милетской школы (VII–VI вв. до н.э.) разделяли идеи возникновения живых существ из воды, влажных или гниющих материалов.

Фалес (624–547 гг. до н.э.) создал стихийно-материалистическое мировоззрение с элементами диалектики. Согласно Фалесу и его последователям, возникновение живых существ из воды произошло без вмешательства духовных сил; жизнь есть свойство материи.

Демокрит (460–370 гг. до н.э.) и Эпикур (341–270 гг. до н.э.) считали возникновение живых существ естественным процессом, результатом природных сил, а не «актом творения».

Платон разделял идеи (427–347 гг. до н.э.) «о двойственности мира» – первичном мире идей и вторичном, материальном.

Аристотель (384–322 гг. до н. э.) полагал, что организмы могут происходить от организмов, но вместе с тем могут возникать и из неживой материи. Он считал, что материя лишь пассивное начало, возможность, которая может осуществиться только через определенную форму. Бытие содержит внутреннюю цель развития (энтелехию). По Аристотелю, именно энтелехия как целеустремленная внутренняя сущность вдыхает жизнь в материю. Взгляды Аристотеля почти на 2000 лет определили судьбу идеи о самозарождении жизни.

В середине XVII в. тосканкий врач Франческо Реди (1626–
1698 гг.) предпринял первые опыты по самозарождению. В 1668 г. он доказал, что белые черви, которые встречаются в мясе, являются личинками мух; если мясо или рыбу закрыть, пока они свежие,
и предотвратить доступ мух, то они, хотя и сгниют, но не произведут червей.

Позднее опыты по самозарождению жизни провел шотландец

Т. Ниидам (1713–1781 гг.), но их опроверг итальянец Л. Спадланцани (1729–1799 гг.), как нечисто поставленные. Сам Спалланцани провел опыты, подтвердившие выводы Реди о роли стерильности при подобных экспериментах.

В 1862 г. великий французский ученый Л. Пастер (1822–1895 гг.) опубликовал свои наблюдения по проблеме произвольного самоза-

рождения. Он доказывал, что внезапное возникновение («спонтанное самозарождение») микробов в различных видах гниющих экстрактов

не есть возникновение жизни. Гниение и брожение – это результат жизнедеятельности микроорганизмов, чьи зародыши внесены извне. Микробы – сложно устроенные организмы и могут производить себе подобные существа, т.е. живое происходит от живого.

Т. Гексли и Дж. Тиндал во второй половине XIX в. высказали предположение, что жизнь возникла в первичном океане из неорганического вещества в результате природного процесса. В это же время возрождались и идеи космического посева (панспермии), высказанные еще в V в. до н.э. греческим философом Анаксагором. По его учению, жизнь возникла из семени, которое существует «всегда и везде».

После многовекового сна идея Анаксагора о «вечных семенах» была разбужена X. Рихтером в 1865 г. Согласно последнему, зародыши жизни занесены на Землю метеоритами или космической пылью.

В развитом и видоизмененном виде гипотеза о космическом посеве (панспермии) разработана шведом Сванте Авенариусом в 1884 г. По Авенариусу, жизнь на Земле произошла от спор растений или микроорганизмов, которые перенесены с других планет под действием светового давления или, возможно, метеоритами.

В это же время П. Веккерель, а позже и ряд других ученых доказали невозможность переноса в жизнеспособном состоянии (активном или поддающемся активизации) зародышей жизни. На них губительно действуют космические лучи, особенно коротковолновое ультрафиолетовое излучение, которым пронизана Вселенная.

Идея панспермии жива и сегодня, она предстает в постоянно изменяющихся формах. Согласно одному из новейших вариантов этой гипотезы (называемому еще «инфекционной теорией»), жизнь на Землю была занесена обитателями других планет, которые совершали межпланетные и межзвездные перелеты. Однако пока этому нет доказательств.

Ни один серьезный ученый сегодня не считает, что жизнь на Земле – исключительное явление во Вселенной. Однако некоторые допускают, что это действительно так и что земная жизнь – единственное, счастливое исключение. Но тот факт, что до сегодняшнего дня не установлен контакт ни с какими другими (внеземными) цивилизациями, еще не доказательство того, что жизнь имеет место только на Земле. Вместе с тем признание возможности существования жизни на других планетах вовсе не означает, что «зародыши жизни» с таких внеземных «плантаций» могут беспрепятственно переноситься с одного космического тела на другое. Несмотря на то, что проведено

и проводится множество целенаправленных исследований, до сих пор не установлено никаких фактов, которые показывали бы, что живые

существа принесены на Землю метеоритами или с космической пылью. Все опыты в этом направлении оказываются напрасными даже сейчас, когда человек сам или с помощью аппаратов проникает в ближайший космос. Опубликованные данные Б. Нада и ряда других исследователей о микроорганизмах в метеоритах Оргюэй и Ивонна (Франция) пока оказались результатом ошибочного определения минеральных зерен
в качестве некоего окаменелого микроорганизма и вторичного загрязнения поверхности метеорита.

Гипотезу внеземного происхождения жизни поддерживает известный английский ученый, лауреат Нобелевской премии Ф. Крик. По мнению Фрэнсиса Крика и Лесли Оргела, «некая примитивная форма жизни была сознательно занесена на Землю другой цивилизацией». Если люди на Земле способны занести жизнь на другие планеты, почему бы и не допустить, что сама жизнь на Земле есть продукт транспорта другой развитой цивилизации, которая существовала до нас за четыре миллиарда лет.

Приведем основные доводы в пользу «посева извне».

Во-первых, на борту космического корабля внеземной цивилизации «должны были быть» микроорганизмы многих видов. Радиус нашей Галактики составляет около 10 световых лет, так что, по Крику
и Оргелу, космический корабль, движущийся со скоростью 0,001 скорости света, мог занести жизнь на все планеты нашей Галактики.
В этом случае научно доказано только одно: под защитой космического аппарата микроорганизмы действительно могут сохраняться миллионы лет и при температурах, близких к абсолютному нулю.

Вторым доводом Крика и Оргела в пользу «космического посева» является универсальный характер генетического кода – единого механизма передачи наследственных свойств у всех живых организмов. Если предположить, что жизнь возникла на Земле самостоятельно и одновременно в разных местах, то остается неясным, как сформировался единый для всех земных организмов генетический код. Единый механизм наследственности у земных организмов легко объясним согласно Крику и Оргелу, если принять, что жизнь на Землю занесена
с других планет. Однако для происхождения генетического кода возможно и «земное» объяснение. На ранних этапах химической эволюции, когда формируются сложные молекулы, в результате химического отбора, очевидно, создается и универсальный механизм передачи наследственных черт земными организмами.

Третий довод в пользу рассматриваемой гипотезы: «присутствие крайне редких элементов в земных организмах означает, что они

имеют внеземное происхождение». Крик и Оргел указывают, что молибден содержится в земной коре в незначительном количестве,
а его роль в обмене веществ (метаболизме) земных организмов значительна. Подобного типа несоответствие является правилом для целого ряда химических элементов, которые принимают участие в составе
и метаболизме организмов. Это правило объясняется с позиций эволюционной биохимии. В связи с этим можно привести еще более яркий пример о низком содержании фосфора в земной коре и его исключительной роли для земных организмов: фосфор – обязательная составная часть нуклеиновых кислот, которые наряду с белками имеют важнейшее значение для жизни; кроме того, высшая нервная деятельность человека и животных также очень тесно связана с фосфором.

Японский ученый Егани, через год после статьи Крика и Оргела, опубликовал свои исследования содержания металлов в составе Земли. Суммарное содержание молибдена на Земле оказалось действительно низким, но его процентное содержание в морской воде в два раза выше, чем хрома. По этому поводу Егани пишет: «Относительное обилие этого элемента (молибдена) в морской воде подтверждает широко принятую точку зрения о происхождении жизни на Земле в первичном океане».

Если даже и допустить, что жизнь принесена с других космических тел, то подобное допущение ничем не помогает в решении проблемы происхождения жизни. «Все-таки жизнь, – отмечает Опарин, – когда-то и где-то должна была возникнуть на эволюционном пути,
а Земля, как показывают современные научные данные, была для этого вполне подходящим местом».

Физико-химические условия океана не противоречат идее земного происхождения жизни. Процентное содержание отдельных металлов одинаково у бактерий, губок, растений, животных в океанской воде.

3 мая 1924 г. на собрании Русского ботанического общества

А.И. Опарин с новой точки зрения рассмотрел проблему возникнове-ния жизни. Пятью годами позднее, независимо от Опарина, сходные идеи были развиты английским ученым Дж. Холдейном. Общим во взглядах Опарина и Холдейна является попытка объяснить возникно-вение жизни химической эволюцией на Земле. Оба они подчеркивают

огромную роль первичного океана как огромной химической лаборатории, в которой образовался «первичный бульон», а кроме того,
и роль ферментов, ускоряющих нормальный ход химических процессов. В дополнение к этому Холдейн впервые высказывает идею,

что первая атмосфера на Земле, «вероятно, содержала очень мало или вообще не содержала кислорода».

Многовековые исследования и попытки решения этих вопросов породили разные концепции возникновения жизни:

1) креационизм – божественное сотворение живого;

2) концепция многократного самопроизвольного (спонтанного) зарождения жизни из неживого вещества (ее придерживался еще Аристотель, который считал, что живое может возникать и в результате разложения почвы);

3) концепция стационарного состояния, в соответствии с которой жизнь существовала всегда;

4) концепция панспермии – внеземного происхождения жизни;

5) концепция происхождения жизни на Земле в историческом прошлом в результате процессов, подчиняющихся физическим и хими-ческим законам.


1 ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ОБУЧЕНИЯ


Цель. Изучить основные концепции и закономерности возникновения и эволюции жизни на Земле.

Задачи. Выйти на понимание общности и различий в процессах синтеза органических и биомолекул. Выявить основные отличия белков и нуклеиновых кислот живых организмов от аналогов, полученных абиогенным путем. Определить значение L-аминокислот
и «пептидной» связи в эволюции. Усвоить общие подходы анализа
и расчета процессов эволюции клетки и многоклеточных организмов. Определить роль открытых термодинамических систем в эволюции живого.

Рассмотреть свойства живых систем и различные уровни организации сформировавшиеся в ходе эволюции «от прокариот
к эукариотам» и «от клеток к многоклеточным организмам». Дать молекулярно-генетические основы эмбриогенеза и особенностей регуляции действия генов у эукариот. Уточнить роль ядра и цитоплазмы
в процессах развития особи. Обсудить механизмы, осуществляющие контроль клеточной пролиферации.

На модели развития иммунной системы выявить аналогию между этапами филогенеза, происходящими в ходе эволюции от одноклеточных организмов до высших животных, и этапами онтогенеза человека. Охарактеризовать особенности межклеточной кооперации при разных формах иммунного ответа. На примере дифференциации клеток кроветворения обсудить вопросы дифференциации клеток в филогенезе.


2 ПРОГРАММА МОДУЛЯ

  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   38

Похожие:

Учебное пособие для модульно-рейтинговой технологии обучения iconУчебное пособие Воронеж 2003 министерство образования российской федерации
Учебное пособие предназначено для студентов специальности по дисциплинам “Основы сапр”, “Информационные технологии проектирования...
Учебное пособие для модульно-рейтинговой технологии обучения iconУчебное пособие Москва 2008 удк машкин М. Н. Информационные технологии: Учебное пособие. М.: Вгна, 2008. 200 с
Учебное пособие по курсу Информационные технологии содержит учебный материал для подготовки к зачету по указанной дисциплине
Учебное пособие для модульно-рейтинговой технологии обучения iconСмк опд 01-19-2005
Положение о модульно-рейтинговой системе квалиметрии учебной деятельности студентов
Учебное пособие для модульно-рейтинговой технологии обучения iconСелевко Г. К. Современные образовательные технологии: Учебное пособие
К вопросу об определении понятий «технология обучения», «метод обучения», «форма обучения», «педагогическая техника» и т п
Учебное пособие для модульно-рейтинговой технологии обучения iconУчебное пособие «Компьютерные технологии» Е. Ю. Агеев, Томск 2005. 2 учебное пособие «Информационные технологии»
Основы информатики и вычислительной техники Б. Бурибаев, Б. Накысбеков, Г. Мадьярова, Алматы «Мектеп»-2007
Учебное пособие для модульно-рейтинговой технологии обучения iconУчебное пособие Тамбов 2002 г. Авторы составители: Кузьмина Н. В, Инькова Н. А., Зайцева Е. А., Толстых С. Г. Основы работы в Интернет: Учебное пособие. Ч тамбов: Изд-во тгту, 2002. с. 40
Учебное пособие «Создание Web-сайтов» предназначено для слушателей курсов повышения квалификации на базе Тамбовского рц фио по программе...
Учебное пособие для модульно-рейтинговой технологии обучения iconО. В. Шатунова информационные технологии учебное пособие для студентов технолого-экономического факультета педвуза
Шатунова, О. В. Информационные технологии: Учебное пособие / О. В. Шатунова. – Елабуга: Изд-во егпу, 2007. – 77 с
Учебное пособие для модульно-рейтинговой технологии обучения iconО. В. Шатунова информационные технологии учебное пособие для студентов технолого-экономического факультета педвуза
Шатунова, О. В. Информационные технологии: Учебное пособие / О. В. Шатунова. – Елабуга: Изд-во егпу, 2007. – 77 с
Учебное пособие для модульно-рейтинговой технологии обучения iconО. В. Шатунова информационные технологии учебное пособие для студентов технолого-экономического факультета педвуза
Шатунова, О. В. Информационные технологии: Учебное пособие / О. В. Шатунова. – Елабуга: Изд-во егпу, 2007. – 77 с
Учебное пособие для модульно-рейтинговой технологии обучения iconРесторанное дело учебное пособие Часть 2 Кемерово 2006 удк: 642. 5 (075)
Учебное пособие предназначено для изучения теоретической части курса «Ресторанное дело». Рассматриваются современные аспекты технологии...
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib.znate.ru 2014
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница