Учебно-методический комплекс дисциплины Теория самоорганизации биологических систем Разработчики

ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Учебно-методический комплекс дисциплины Теория самоорганизации биологических систем

Разработчики:

Галышева Ю.А.

Идентификационный номер: УМКД 9 (111)-022000- М1.В.ДВ.2 (2)-2012

Контрольный экземпляр находится на кафедре экологии ШЕН

Лист из

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Дальневосточный федеральный университет»

(ДВФУ)
ШКОЛА ЕСТЕСТВЕННЫХ НАУК ДВФУ

I.

II.РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ (РПУД)

Теория самоорганизации биологических систем

022000.68 «Экология и природопользование»

Магистерская программа «Экологический мониторинг»

Форма подготовки очная

Школа естественных наук ДВФУ

Кафедра экологии

курс 1 семестр 2

лекции 10 (час.)

практические занятия 32 (час.)

семинарские занятия________час.

лабораторные работы_______час.

консультации

всего часов аудиторной нагрузки 42 (час.)

самостоятельная работа 30 (час.)

зачет 2 семестр

экзамен

Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению «Экология и природопользования», утвержденного приказом Министерства образования и науки Российской Федерации №243 от 29.03.2010 г.
Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры экологии «_21_» _мая__2012г.

Заведующая кафедрой: Галышева Ю.А.

Составитель: Галышева Ю.А.

Оборотная сторона титульного листа РПУД
I. Рабочая программа пересмотрена на заседании кафедры:

Протокол от «_____» _________________ 20___ г. № ______

Заведующий кафедрой _______________________ __________________

(подпись) (И.О. Фамилия)


II. Рабочая программа пересмотрена на заседании кафедры:

Протокол от «_____» _________________ 20___ г. № ______

Заведующий кафедрой _______________________ __________________

(подпись) (И.О. Фамилия)
Аннотация

Цель изучения дисциплины.

Целью освоения дисциплины «Теория самоорганизации биологических систем» является получение студентами знаний о принципах самоорганизации биологических систем, основанных на представлении о построении организации, как всеобщего физического явления, ее возникновении, развитии и самоусложнении; на понимании разницы свойств целого и частного.

Место дисциплины в структуре ОП

Дисциплина «Теория самоорганизации биологических систем» относится к циклу М1 (региональный компонент, вариативная часть). Для полноценного освоения содержания дисциплины студенты должны обладать предварительными знаниями о базовых положениях фундаментальных разделов математики информатики, обладать знаниями биологии, фундаментальной экологии, пониманием концепций естествознания, основ моделирования. Знания и навыки, полученные в курсе «Теория самоорганизации биологических систем», необходимы при изучении других курсов: «ГИС-технологии в экологии», «Системаная экология» и других.

Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

Освоение дисциплины «Теория самоорганизации биологических систем» направлено на формирование ряда компонент следующих компетенций обучающегося:

В результате освоения дисциплины у обучающегося должны быть формированы следующие компетенции:

• 
  глубоким пониманием философских концепций естествознания и владением основами методологии научного познания при изучение различных уровней организации материи, пространства и времени (ОК-1);
  
• 
  знанием современных компьютерных технологий, при сборе, хранении, обработке, анализе и передаче географической информации; способностью самостоятельно использовать современные компьютерные технологии для решения научно-исследовательских и производственно-технологических задач профессиональной деятельности (ОК-2);
  
• 
  способностью и готовностью к активному общению в научной производственной и социально-общественной сферах деятельности; способностью свободно пользоваться русским и иностранными языками как средством делового общения; способностью к активной социальной мобильности (ОК-3);
  
• 
  владением методами оценки репрезентативности материала, объема выборок при проведении количественных исследований, статистическими методами сравнения полученных данных и определения закономерностей (ОК-4).
  

I. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ЧАСТИ КУРСА

Раздел 1. Теория самоорганизация – синергетика (4 час.).

Тема 1. Введение (2 час.)

Теория самоорганизации – Синергетика: определения и понятия.

Характеристики самоорганизующихся систем

Тема 2. Закономерности самоорганизации (2 час.)

Аттракторы, точки бифуркации

Глобальный эволюционизм.
Раздел 2. Самоорганизация биологических систем (6 час.).

Тема 1. Общие свойства (4 час.)

Самоорганизация – способность любой биологической системы.

Механизмы самоорганизации.

Тема 2. Организация клеток и тканей (2 час.)

Синтез жизненно важных веществ
II.СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ПРАКТИЧЕСКОЙ ЧАСТИ КУРСА

Семинарские занятия (32 час.).


Занятие 1. История естествознания (6 час.)

1. 
   Натурфилософия (с I в. до н.э. до середины XVII в.).
   
2. 
   Возникновение естествознания.
   
3. 
   Начало дифференцированного изучения природы.
   
4. 
   Механический взгляд на природу.
   
5. 
   Период формирования физической науки.
   
6. 
   Особенности развития естествознания в России.
   
7. 
   Химия и биология в ХХ в.
   
8. 
   Влияние естественнонаучных достижений на развитие общества.
   

Занятие 2. Естествознание как наука (8 час.)

1. 
   Предмет исследования естествознания.
   
2. 
   Научный метод исследований.
   
3. 
   Дифференцированное изучение природы, достоинства и недостатки. 
   
4. 
   Свойства пространства - времени.
   
5. 
   Симметрия и асимметрия в живой и костной материи. Симметрия и равновесное состояние, асимметрия как нарушение равновесия, изменчивость, переход в новое состояние равновесия.
   
6. 
   Геометрия пространства - времени. Неевклидовы геометрии. Связь кривизны пространства с тяготением и плотностью материи. 
   
7. 
   Вселенная. Происхождение и развитие. Гипотезы происхождения Вселенной.
   
8. 
   Эпохи развития: адронная, лептонная, излучения и вещества.
   
9. 
   Современные представления о Вселенной и ее дальнейшем развитии.
   
10. 
    Обоснование гипотезы о Вселенной как открытой системе. Достижения и проблемы космологии.
    

Занятие 3. Особенности открытых систем (6 час.).

1. 
   Термодинамики открытых систем.
   
2. 
   Порядок и беспорядок в природе.
   
3. 
   Макросистеиы вдали от равновесия.
   
4. 
   Открытые диссипативные системы.
   
5. 
   Появление самоорганизации в открытых системах и превращение флуктуаций в макроскопические эффекты. Роль нелинейности. Понятие о бифуркациях.
   
6. 
   Теория катастроф. Идеи синергетики. Самоорганизация в неживой природе. Примеры и классификация диссипативных структур.
   
7. 
   Эффект Доплера (расширение Вселенной)
   

Занятие 4. Возникновение жизни (6 час.).

1. 
   Определение понятия "жизнь". Гипотезы возникновения жизни.
   
2. 
   Первичная неокисленная атмосфера Земли. Образование вторичной атмосферы и гидросферы.
   
3. 
   Гипотеза образования органических соединений.
   
4. 
   Коацерватные капли.
   
5. 
   Образование РНК и ДНК. Экспериментальные попытки получения РНК и ДНК в лабораторных условиях.
   
6. 
   "Левая асимметрия" белковых соединений. 
   
7. 
   Влияние излучений на живые организмы, лечебные свойства излучений (Бетатроны в клиниках мединститута.). 
   

Занятие 5. Особенности биологической формы организации материи (6 час.)

1. 
   Принципы эволюции, воспроизводство и развитие живых систем.
   
2. 
   Биосфера и ноосфера. Биоэтика.
   
3. 
   Генетика и эволюция. Достижения и проблемы генетики. Современное представление об эволюции.
   
4. 
   Физиологическая культура и здоровый образ жизни. Здоровье и работоспособность.
   

III. КОНТРОЛЬ ДОСТИЖЕНИЯ ЦЕЛЕЙ КУРСА

Вопросы к зачету

1.Перечисли критерии теоретического и эмпирического уровней научного познания. Какую роль играет каждый из них в научном познании?

2. Может ли деятельность человека повлиять на образование новых видов? Прокомментируйте ответ

3.Перечислите и раскройте сущность этапов биоэволюции.

4. Из большого числа видов животных обитающих на Земле, человек отобрал для одомашнивания сравнительно немного видов. Чем это объясняется?

5.Каковы критерии живых организмов?

6. Сформулируйте основные принципы эволюционного учения Ч. Дарвина. В чем недостатки его теории?

7. Что такое парадигма?

8. Что представляет собой модель Все6ленной по А. Энштейну?

9. Возможно ли возникновение жизни на Земле сейчас? Обоснуйте ответ.

10. Почему у родителей, состоящих в родстве, велика вероятность рождения детей, пораженных наследственными заболеваниями?

11. Опишите основные идеи синергетики. В чем заключается новизна синергетического подхода?

12. Структура Вселенной: место Земли в ней
13.Почему мутации обычно резко снижают жизнеспособность?

14. Какие аргументы приводятся для доказательства происхождения человека от древних гоминид?

15. Какая из видов борьбы за существование наиболее ожесточённая и почему?

16. Перечислите основные актуальные проблемы индустриально- городской системы (причины появления, пути решения проблем)

17. Почему В.И.Вернадский сравнивает деятельность разума человека с геологической силой?

18. Каковы методы исследования природы? Приведите примеры.

19. Почему солнечная энергия служит источником функционирования и развития экосистем? Ответ обоснуйте.

20. Воспроизведите происхождение жизни в Протерозое. Какие изменения происходили в геологических оболочках?

21. Что служит направляющим фактором в процессе эволюции?

22. Дайте характеристику планетам земной группы.

23. В чём сущность гипотезы Н. Опарина?

24.Какую роль играют аминокислоты в живом организме?

25. Почему наука возникла только в 4- 6 веках до нашей эры, а не раньше? Каковы отличительные особенности научного знания?

26. Почему гравитация считается универсальной силой природы? В чем различие географической и экологической изоляции? Каково их значение в природе?

27. Перечислите трофические уровни, прокомментируйте, приведите примеры.

28. Почему теологические объяснения происхождения жизни на Земле являются неверными?

29. Какое воздействие на земную кору оказывают атмосфера, гидросфера и биосфера?

30. Каковы представления ученых о химическом элементе?
29. Какое воздействие на земную кору оказывают атмосфера, гидросфера и биосфера?

30. Каковы представления ученых о химическом элементе?

31. Какие элементы образую земную кору?

32. В чём отличие макроэволюции от микроэволюции?

33. Приведите все известные типы взаимодействия живых организмов между собой.

34. Перечислите известные доказательства эволюции жизни на Земле.

35. Каковы возможности диагностики и лечения наследственных заболеваний?

36. Обычно на островах ( и в Австралии тоже ) встречаются эндемичные виды. Чем это можно объяснить?

37. Объясните что такое биосфера, перечислите её компоненты, кто автор учения о биосфере?

38. Перечислите гипотезы и теории самоорганизации и эволюции химических элементов.

39. Как объясняет эволюционная теория целесообразность в природе?

40. В чём суть глобального эволюционизма? Как он проявляется?

41. Перечислите этапы эволюции Вселенной.

42. Возможна ли дальнейшая эволюция человека? Ответ обоснуйте.

43. Почему инцесты у людей нежелательны, а в практике сельского хозяйства используют близкородственное скрещивание?

44. Что такое эволюция? Каковы движущие силы эволюции?

43. Почему инцесты у людей нежелательны, а в практике сельского хозяйства используют близкородственное скрещивание?

44. Что такое эволюция? Каковы движущие силы эволюции?

43. Почему инцесты у людей нежелательны, а в практике сельского хозяйства используют близкородственное скрещивание?

44. Что такое эволюция? Каковы движущие силы эволюции?

45. Структура, строение биосферы, ге6ологические оболочки , их состав.

46. Каковы особенности естественнонаучной картины мира?

47. Раскройте механизм видообразования.

48.Что такое ноосфера? Когда произошёл переход от биосферы к ноосфере?

49. Когда и почему у человечества возникла речь?

50. Что такое бионика? Перечислите и объясните использование знаний о этой науке в современном мире и в прошлом.

51. Перечислите гипотезы происхождения Солнечной системы ( автор, суть гипотезы).

52. Какие принципы позволили Д.И. Менделееву расположить химические элементы в упорядоченную систему?

53. Что служит катализатором в живых систе6мах? Какие вещества в химии называют биологическими катализаторами?

54. С чем связан биологический прогресс?

55. Продемонстрируйте на примере взаимодействие атмосферы и гидросферы.

56. Что такое антропный принцип в космологии?

57. Расскажите о внутреннем строении Земли? Как ученые могли выяснить это?

58. Какие методы позволяют выяснить возраст геологических находок?

59. Чем отличаются прокариотические клетки от эукариотических?

60 Как по-вашему мнению человек использует знания о виде в своей практической деятельности? Приведите примеры.
IV. ТЕМАТИКА И ПЕРЕЧЕНЬ КУРСОВЫХ РАБОТ И РЕФЕРАТОВ

По данной дисциплине не предусмотрено написание курсовых и реферативных работ.
V. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Основная литература:

1. 
   В.Е. Гмурман. Теория вероятностей и математическая статистика : Учебное пособие для вузов. М.: Высшая школа , 2003. 479с. : ил.
   
2. 
   В. М. Найдыш. Заглавие Концепции современного естествознания : учебное пособие для вузов. Москва: Гардарики, 2003. 475 c.
   
3. 
   А.А. Горелов. Заглавие Концепции современного естествознания : учеб. пособие для вузов. М. : Академия , 2007. 496с.
   
4. 
   В. В. Исаева. Синергетика для биологов. Вводный курс : учебное пособие. Владивосток: [Изд-во Дальневосточного университета] , 2003. 87 c.: ил.
   
5. 
   В. В. Исаева; [отв. ред. В. Л. Касьянов]. Синергетика для биологов : вводный курс : учебное пособие. Москва : Наука , 2005. 159 с. : ил.
   
6. 
   Гмурман В. Е. Теория вероятностей и математическая статистика. М.: “Высшая школа”, 2003. – 479 с.
   
7. 
   Найдыш, В.М. Концепции современного естествознания : учебник для вузов. М. : Альфа-М , 2006. 622с.
   

Дополнительная литература:

1. 
   Николис Г., Пригожин И. Самоорганизация в неравновесных системах М: Мир, 1979.
   
2. 
   Князева Е.Н., Курдюков С.П. Основания синергетики. СПб., 2002.
   
3. 
   Хакен Г. Информация и самоорганизация. Макроскопический подход к сложным системам. М., 1991. С. 28—29.
   
4. 
   Капица С.П., Курдюмов С.П., Малинецкий Г.Г. Синергетика и прогнозы будущего. М., 1997.
   
5. 
   Alexandrova A.Y., Dugina V.B., Ivanova O.Y. et al. Scatter Factor Induces Segregation of Multicellular Cells into Several Discrete Motile Domains // Cell Motility and Cytoskeleton. 1998. Vol. 39. P. 147-158.
   
6. 
   Васильев Ю.М. Социальное поведение нормальных клеток и антисоциальное поведение опухолевых клеток. Ч. 2. Клетки строят ткань // Соросовский Образовательный Журнал. 1997. N 5. С.љ20-25.
   
7. 
   Зубаиров Д.М. Как свертывается кровь // Соросовский Образовательный Журнал.1997.
   
8. 
   Rodionov V.I., Borisy G.G. Self-centring Activity of Cytoplasm // Nature. 1997. Vol.386.P.170.
   
9. 
   Симаков Ю.Г. Живые приборы. Издательство «Знание». Москва. 1986
   
10. 
    Уорд Р. Живые часы. Мир,1974.
    
11. 
    Моисеев Н.Н. Быть или не быть … человечеству? М.: Изд-во МНЭПУ, 1999. 312 с.
    
12. 
    Моисеев Н.Н. Конфликт глазами математика // Экология и жизнь. 2004. № 3. С. 4-6.
    

Интернет-ресурсы:

1. 
   Бурковский И.В. Морская биогеоценология. Организация сообществ и экосистем. М.: Т-во научных изданий КМК, 2006. - 285 с. Доступно из: http://www.twirpx.com/file/449518/
   
2. 
   Найдыш В.М. Концепции современного естествознания. Учебник. 2-е издание, перераб. и доп. – М.: Альфа-М; ИНФРА-М, 2004. — 622 с. Доступно из: http://www.twirpx.com/file/602754/
   
3. 
   Попов В.П., Крайнюченко И.В. Глобальный эволюционизм и синергетика ноосферы. Ростов-на-Дону: издательство АПСН, СКНЦ, ВШ, 2003. – 194. Доступно из: http://www.twirpx.com/file/794641/