Институт математики и высоких технологий Кафедра: Молекуля

Г О У В П О Р О С СИ Й СК О - АР М ЯН С К И Й ( СЛ АВ ЯН С К И Й )
У Н И В Е РС И Т Е Т
Со ст а в л ен
в
со о т в ет ст в и и
с
государственными требованиями к
минимуму содержания и уровню
подготовки
в ып у ск н и к о в
по
направлению____________
и
П о л о ж ен и е м « О б У М К Д Р АУ » .
У Т В Е Р Ж Д АЮ :
Ди р ек т о р и н ст и т у т а _ _ _ _ _ _ _ _
__________________________
Институт: Институт математики и высоких технологий
Кафедра: Молекулярно-клеточная биология и медицинская
биохимия
Автор(ы): доктор биол. наук, профессор Вардапетян Г.Г.
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС
Дисциплина: Современные проблемы медикобиологической науки
Для специалистов:
Специальность:
060112 Медицинская биохимия
Направление:
Медицинская биохимия
ЕРЕВАН
1. Аннотация
В последние десятилетия в биологической науке произошли поистине
революционные изменения, благодаря чему она выдвинулась на передний
план естествознания, начала активно способствовать и, частично, задавать
направление научно-техническому прогрессу. Биология превратилась в
точную науку с хорошо развитой системой строгих понятий, позволяющих
делать широкие теоретические обобщения и предсказания. Благодаря
кибернетике в естествознании и, в частности, в биологии появились новые
возможности для изображения и для количественной характеристики
наблюдаемых биологических процессов, явлений и отношений. С тех пор как
в биологию вошли методы физики и химии, возникла новая, или
молекулярная,
биология,
бурно
развивающаяся
в
настоящее
время.
Современные данные о живом имеют, прежде всего, познавательное
значение, ибо вносят выдающийся вклад в создание научной картины мира.
Однако, непрерывно осуществляя познавательную функцию, биология через
генетическую
инженерию
стремительно
вовлеклась
в
материальное
производство, стала одной из производительных сил. С другой стороны, одна
из биологических наук, а именно, экология вышла за рамки биологии, стала
междисциплинарной наукой. Обучающиеся должны усвоить базовые данные
современной биологии понимать их фундаментальное значение и уметь
использовать приобретенные знания в практической работе. С другой
стороны магистранты должны знать и понимать суть проблем современной
биологии (как теоретических, так и практических, возникающих в результате
использования инновационных биотехнологий). В связи с этим изучение
магистрантами данного направления представляется актуальным.
Основу содержания программы составляют следующие ведущие идеи:
отличительные признаки живой природы, ее уровневая организация и
эволюция. В соответствии с ними выделены содержательные линии:
биологиякак наука; биологические закономерности; методы научного
познания; клетка; организм; популяция; вид; экосистемы (в том числе
биосфера).
В
программе
данной
дисциплины
отражены
важнейшие
проблемы, стоящие перед биологической наукой, решение которых
направлено на рациональное природопользование, охрану окружающей
среды
и
здоровья
достижения
и
людей:
актуальные
перспективные
проблемы,
направления
наук
методологические
о
биологическом
многообразии, физиологии, молекулярной и клеточной биологии, биологии
развития, генетики, антропологии, экологии, теоретической биологии,
эволюционной теории.
2.Цели и задачи дисциплины Целью учебной дисциплины «Современные
проблемы биологии» является формирование у обучающихся знания и
понимания современных проблем биологии для дальнейшего использования
фундаментальных биологических представлений в сфере профессиональной
деятельности при постановке и решении новых задач.
Задачи
дисциплины:
сформировать
-
у
магистрантов
понимание
современных проблем, стоящих перед биологической наукой, решение
которых
направлено
на
рациональное
природопользование,
охрану
окружающей среды и здоровья людей сформировать базовые представления
о
разнообразии
биологических
объектов,
понимание
значения
биоразнообразия для устойчивого развития биосферы; - сформировать
знание
принципов
биологических
структурной
объектов
и
и
механизмов
функциональной
гомеостатической
организации
регуляции;
принципов клеточной организации биологических объектов, биофизических
и биохимических основ, мембранных процессов и молекулярных механизмов
жизнедеятельности; понимание роли эволюционной идеи в биологическом
мировоззрении;
- дать понимание путей решения современных проблем биологии, в том
числе через развитие инновационных биотехнологий.
3.В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
•Знать: современные проблемы биологии;
•Уметь: использовать фундаментальные биологические представления в
сфере профессиональной деятельности, в том числе для постановки и
решения новых задач;
• Владеть: методологическими основами современной биологической науки.
Образовательные
технологии
В
процессе
освоения
дисциплины
используются следующие образовательные технологии, способы и методы
формирования компетенций: лекция-визуализация, проблемная лекция,
дискуссия, составление обзоров, написание рефератов, творческие задания,
кейс - технологии, командные игры в малых группах, просмотр, анализ и
обсуждение видео- и мультимедийных материалов.
4.Трудоемкость дисциплины и виды учебной работы по учебному плану.
Виды учебной работы
1
1. Общая трудоемкость изучения
дисциплины по семестрам , в т. ч.:
1.1. Аудиторные занятия, в т. ч.:
1.1.1.Лекции
1.1.2.Практические занятия, в т. ч.
1.1.2.1. Контрольные работы
1.1.3.Семинары
1.1.4.Лабораторные работы
1.1.5.Другие виды аудиторных занятий
1.2. Самостоятельная работа, в т. ч.:
1.2.1. Подготовка к экзаменам
1.2.2. Другие виды самостоятельной
работы, в т.ч. (можно указать)
1.2.2.1. Письменные домашние
задания
1.2.2.2. Курсовые работы
1.2.2.3. Эссе и рефераты
1.3. Консультации
Итоговый контроль
Всего,
в
акад.
часах
3
32
Распределение по семестрам
7
___ ___
___ ___
сем
сем сем. сем сем
4
32
18
18
18
18
14
14
6
7
10
11
Зачет
5.Содержание дисциплины
5.1. Тематический план и трудоемкость аудиторных занятий (Модули, разделы
дисциплины и виды занятий) по учебному плану
1. Введение Объект изучения биологии – живая природа. Признаки живых
организмов. Многообразие живых организмов. Уровневая организация
живой природы и эволюция. Методы познания живой природы. Общие
закономерности биологии. Роль биологии в формировании современной
естественно-научной картины мира и в практической деятельности людей.
2. Ключевые понятия, методы и проблемы биологии Этапы развития
биологии. Развитие представлений о единстве органического мира. Работы
К.Вольфа, К.Бэра, Т.Шванна, М.Шлейдена. Теория эволюции Ч.Дарвина.
Законы наследственности Г.Менделя и зарождение генетики. Развитие
биологии в 20 веке.
Классификация
биологических
наук.
Дифференциация
классических
разделов биологии. Возникновение новых наук в результате интеграции
(биохимия, биофизика, цитогенетикаи др.). Формирование экологии как
комплексной,
исследований.
междисциплинарной
Описательный,
науки.
Методы
сравнительный,
биологических
исторический
и
экспериментальный методы. Использование современных технических
средств в биологии. Использование моделирования для прогнозирования
поведения биологических систем. Применение биологических знаний.
Биотехнология как новый этап в развитии материального производства.
Биология как теоретическая основа медицины. Развитие и перспективы
генетической инженерии. Философские, социальные и этические проблемы
биологии.
3. Сущность жизни. Свойства и уровни организации живого Сущность и
субстрат жизни. Жизнь как особая форма существования материи. Субстрат
жизни: нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК) и белки. Свойства живого.
Специфичность организации. Обмен веществ и энергии. Упорядоченность
структуры. Целостность и дискретность. Самовоспроизведение и рост.
Наследственность и изменчивость. Раздражимость и движение. Регуляция и
обратная связь. Уровни организации живого: молекулярно-генетический,
клеточный, организменный, популяционно-видовой, биогеоценотический,
биосферный.
Химический
состав
живых
систем.
Элементный
состав
клетки.
Неорганические соединения. Значение воды для жизнедеятельности клеток.
Органические
соединения:
белки,
углеводы,
липиды
и
липоиды,
нуклеиновые кислоты.
Эволюция генов и геномов клеток. Роль РНК в происхождении жизни.
Формирование генетического кода. Роль сателлитной ДНК в образовании
новых генов. Основные тенденции в эволюции геномов.
Клетка — основная форма организации живой материи. Методы изучения
клеток. Культивирование клеток на искусственных питательных средах.
Структурно-функциональная
организация
прокариотических
клеток.
Структурно-функциональная
организация
эукариотических
клеток.
Морфологическое и функциональное разнообразие клеток. Размножение
клеток. Ткани животных и растений. Механизмы интеграции клеток в тканях.
Информационные процессы в тканях. Эволюция клеток и тканей. Основные
эволюционные
тенденции.
Гипотезы
происхождения
эукариотических
клеток.
Обмен веществ и энергии. Использование энергии в клетках. Основные виды
биологической работы в клетках. Метаболизм на уровне организмов.
Происхождение типов обмена.
Размножение, рост и индивидуальное развитие организмов. Происхождение
способов
размножения.
Биологическая
роль
полового
размножения.
Изогамия, анизогамия и оогамия. Живорождение и его биологический смысл.
Сходство зародышей представителей разных групп позвоночных как
свидетельство их эволюционного родства. Причины нарушений в развитии
организмов. Наследственность и непрерывность жизни. Наследуемость
признаков
и
их
генетическая
детерминируемость.
Изменчивость
и
непрерывность разнообразия жизни. Методы, генетические модели и уровни
изучения наследственности. Генетический анализ и этапы его реализации.
Генетические системы, используемые в качестве экспериментальных
моделей. Другие методы исследования. Современная концепция гена.
Дробимость гена. Сайт. Цистрон. Концепция «один ген – один полипептид».
Многокопийные
генетического
гены.
кода.
Кодирование
Триплетность.
РНК.
Структура
и
Неперекрываемость.
свойства
Линейность.
Вырожденность. Митохондриальный и хлоропластный генетические коды.
Универсальность и происхождение генетического кода. Генетический
контроль экспрессии генов. Регулирующее действие белков. Индукция и
репрессия ферментов. Модель оперона.
Нормальная и патологическая наследственность человека. Индивидуальное
развитие человека. Репродуктивное здоровье. Последствия влияния алкоголя,
никотина, наркотических веществ, загрязнения среды на развитие человека.
Методы
изучения
поведение.
наследственности
Гентическая
человека.
детерминируемость
и
Наследственность
роль
среды.
и
Теория
преступности Ч. Ломброзо. Наследуемость интеллекта. Генетическая
индивидуальность. Рекомбинация генов и генетический полиморфизм.
Патологическая
наследственность.
генетический
груз.
Сегрегационный
Хромосомные
и
мутационный
наследственные
болезни.
Митохондриальные и мультифакторные болезни. Генетические принципы
диагностики,
лечения
и
профилактики
наследственных
болезней.
Пренатальная диагностика. Амниоцентоз. Ультразвуковое исследование.
Постнатальная диагностика. Генеалогический анализ. Цитогенетические,
биохимические,
обследования.
иммунологические
Диетотерапия.
и
другие
Лекарственная
методы
терапия.
клинического
Хирургическое
лечение. Евфенические мероприятия. Медико-генетическая консультация.
4. Значение эволюционных идей для развития биологии Современные
представления о происхождении жизни. Ход, главные направления и
доказательства эволюции. Основные этапы развития жизни на Земле.
Гипотеза нейтральности молекулярной эволюции. Селективно нейтральные
мутации. Роль дрейфа генов в изменении частоты нейтральных мутаций.
Эволюция ДНК и белков на молекулярном уровне. Антидарвиновские
концепции эволюции.
5. Происхождение человека Гипотезы происхождения жизни. Краткая
история развития органического мира. Усложнение живых организмов на
Земле в процессе эволюции.
Современные гипотезы о происхождении человека. Концепция животного
происхождения человека. Место человека в системе животного мира.
Сходство и отличие человека и животных. Эволюция человека. Единство
происхождения человеческих рас. Анализ и оценка различных гипотез
происхождения жизни и человека. Этапы антропогенеза. Прародина
человека. Факторы антропогенеза. Биосоциальный отбор, как главная
движущая сила антропогенеза. Расы и их происхождение. Расизм.
Экологическое разнообразие современного человека. Культурное развитие
человека.
6. Организм и среда Факторы защиты организма (иммунитет). Основные
защитные структуры организма. Охранительная роль иммунитета. Проблемы
трансплантации. Клеточный, гуморальный и тканевый иммунитет. Аллергия.
Сохранение
биологического
многообразия
как
основы
устойчивости
биосферы и прогрессивного ее развития. Причины вымирания видов.
Регуляция численности популяции. Энергетические процессы в экосистеме.
Устойчивость экосистем. Основные типы динамики экосистем и их причины.
Антропогенные
воздействия
и
направления
этих
воздействий.
Искусственные экосистемы. Охрана природы и среды обитания.
7. Современные биотехнологии Принципы использования в хозяйственной
деятельности людей морфофункциональных черт организации живых
организмов. Направления генетической инженерии. Производство пищи.
Производство источников энергии и новых материалов. Генетическая
инженерия и медицина. Клеточная инженерия. Клеточная инженерия у
человека и животных. Клеточная инженерия у растений. Экологические
проблемы генетической и клеточной инженерии.
6.Материалы по теоретической части курса
А) Основная литература: 1. Сыч В. Ф. Общая биология. – М., 2007. 2.
Пехов А. П. Биология с основами экологии. - СПб.: Лань, 2007. 3. Егорова Т.
А., Клунова С. М., Живухина Е. А. Основы биотехнологии. – М.: Academia,
2008.
б) дополнительная литература: 1. Верещагина В.А. Основы общей
цитологии . – М. : Academia, 2009.
2. Тейлор Д., Грин Н., Стаут У.. Биология : в 3 т. – М.: Мир, 2004. 3. Щипков
В. П. Общая и медицинская генетика. – М.: Academia, 2003. 4. Бауэр Э. С.
Теоретическая биология. - СПб. : Росток, 2002.