Современные проблемы биологии

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Институт биологии, экологии, почвоведения, сельского и лесного хозяйства
(Биологический институт)
Утверждаю:
Директор Биологического института
_________________С.П. Кулижский
«_____»__________________2010 г.
СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ БИОЛОГИИ
Рабочая программа дисциплины
Направление подготовки 020400 «Биология»
Магистерская программа 020400.68. «Зоология позвоночных»
Квалификация выпускника
Магистр
Форма обучения очная
Томск 2011
Одобрено кафедрой зоологии позвоночных и экологии
Протокол № ____ от «_____»______________2011 г.
Зав. кафедрой зоологии позвоночных и экологии
Подпись
Н.С. Москвитина
Рекомендовано методической комиссией Биологического института
Председатель методической комиссии
М.В. Олонова
________________________
«______» ____________2011 г.
Рабочая программа по курсу «Современные проблемы биологии» составлена на
основе требований Федерального государственного образовательного стандарта высшего
профессионального образования по направлению подготовки 020400 «Биология»,
квалификация «магистр». Приказ Министерства образования и науки № 100 от 04 февраля
2010 года
Общий объем курса 144 часа. Из них – лекции 14 ч., практические – 34 ч.,
самостоятельная работа студентов – 60 ч. Экзамен в 3 семестре. Общая трудоемкость
курса 4 зач. ед.
Составитель: Л.Б.Кравченко, доцент кафедры зоологии позвоночных и экологии
Рецензент: д.б.н., профессор Н.С. Москвитина
2
1. Цели освоения дисциплины
Целью освоения дисциплины «Современные проблемы биологии» является
получение студентами представлений о наиболее актуальных и перспективных
направлениях исследований в зоологии позвоночных животных.
Задачами курса является знакомство с основными проблемами и вопросами, стоящими
перед современной зоологией в рамках рассматриваемых направлений, методами и
подходами, используемыми для их решения, а также последними результатами
исследований в каждой из областей.
2. Место дисциплины в структуре ООП магистратуры
Дисциплина «Современные проблемы биологии» является компонентом базовой
части профессионального цикла М.3
учебного плана подготовки магистра по
направлению подготовки 020400 «Биология». Для успешного освоения дисциплины
студенты должны обладать знаниями, полученными в результате предыдущего освоения
дисциплин базовой и вариативной общепрофессиональной части – «экология»,
«зоология», «физиология человека и животных», «физиология высшей нервной
деятельности», «генетика», «хронобиология», «иммунология», дисциплин профиля
«Зоология»: «методы зоологических исследований», «экология животных», «этология».
Студенты должны обладать умением творчески применять современные компьютерные
технологии сбора, хранения, обработки и анализа биологической информации, быть
готовыми на практике применять навыки, полученные в ходе производственной и
спецпрактики по зоологии позвоночных. В свою очередь, освоение курса «Современные
проблемы биологи» является необходимым условием для успешного прохождения
преддипломной практики и последующего написания дипломной работы.
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины
«Современные проблемы биологии»:
По окончании курса студент должен иметь представление о наиболее актуальных и
перспективных направлениях исследований в популяционной физиологии. Он должен
демонстрировать способность к творчеству (креативность) и системному мышлению (ОК1); способность к инновационной деятельности (ОК-2);.способность к адаптации и
повышению своего научного и культурного уровня (ОК-3); способность самостоятельно
приобретать с помощью информационных технологий и использовать в практической
деятельности новые знания и умения, в том числе в новых областях знаний,
непосредственно не связанных со сферой деятельности (ОК-6). По окончании курса
3
обучающиеся должны приобрести также и ряд профессиональных компетенций:
понимание
современных
проблем
биологии
и
способность
использовать
фундаментальные биологические представления в сфере профессиональной деятельности
для постановки и решения новых задач (ПК-1); знать и использовать основные теории,
концепции и принципы в избранной области деятельности, обладать способностью к
системному мышлению (ПК-2); способностью самостоятельно анализировать имеющуюся
информацию, выявлять фундаментальные проблемы, ставить задачу и выполнять
полевые, лабораторные биологические исследования при решении конкретных задач
специализации с использованием современной аппаратуры и вычислительных средств,
демонстрировать ответственность за качество работ и научную достоверность результатов
(ПК-3);
обладать
навыками
профессионального
оформления,
представления
и
докладывания результатов научно-исследовательских работ по утвержденным формам
(ПК-9). Успешное освоение курса предполагает у обучающихся глубокое понимания и
приобретение навыков творческого использования в научной и производственнотехнологической деятельности знания фундаментальных и прикладных разделов
специальных
методические
дисциплин
основы
магистерской
проектирования
программы
и
(ПК
выполнения
10);
умение
полевых
и
применять
лабораторных
биологических и экологических исследований с использованием современной аппаратуры
и вычислительных комплексов (в соответствии с целями магистерской программы),
генерировать новые идеи и методические решения (ПК-12); владеть современными
компьютерными технологиями, необходимыми для сбора, хранения и обработки
получаемой информации (ПК-13).
4
4. Структура и содержание дисциплины «Современные проблемы биологии»
Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетных единицы, 144 часа.
4
5
6
7
Фенетические исследования в
зоологии
Молекулярно-генетические
исследования в зоологии
Иммунологические исследования в
зоологии
Изучение гуморальной регуляции
животных в зоологических
исследованиях
Изучение функциональной моторной
асимметрии мозга у животных
Итого
2
2
6
индивидуальные задания,
промежуточное тестирование
2
5-8
2
4
6
промежуточное тестирование
2
9-12
2
2
8
индивидуальные задания,
контрольная работа
2
13-16
2
4
3
1-5
2
6
10
3
6-10
2
8
10
написание рефератов,
промежуточное тестирование
3
11-15
2
6
10
промежуточное тестирование
14
20
2-3
5
2
14
Самостоятельна
я работа
студента
1-4
Семинары
2
Лабораторные
занятия
Практические
занятия
3
Лекции
2
Введение. Изучение пространственной
и социальной структуры популяции
животных
Межвидовые взаимоотношения у
позвоночных
Неделя семестра
1
Раздел
Дисциплины
Семестр
№
п/п
Виды учебной работы, включая
самостоятельную работу студентов и
трудоемкость (в часах)
10
60
Формы текущего контроля
успеваемости (по неделям
семестра)
Форма промежуточной аттестации
(по семестрам)*
написание рефератов,
коллоквиум
индивидуальные задания,
промежуточное тестирование
5. Образовательные технологии
Наряду с классическими технологиями обучения будут использоваться другие
методы, включающие:
 лекции с применением мультимедийных средств, облегчающих понимание темы
или вопроса
 часть лекционного материала и материалов практических занятий доступны через
сеть
Интернет,
режим
доступа
к
которым
будет
известен.
Подобное
самостоятельное обучение развивает способности к поиску и отбору студентом
требуемой информации в сети Интернет;
 режим собеседования с преподавателем, реализуемый через коллоквиумы,
позволяет,
кроме
функции
контроля,
развить
у
обучаемых
навыки
профессиональной речи;
 самоконтроль, реализуемый посредством сетевого компьютерного тестирования,
позволяет обучающимся самостоятельно оценивать собственный уровень знаний,
наличие пробелов и вовремя их устранять.
 привлечение ведущих исследователей и специалистов-практиков для освоения
передовых методов и методик с использованием современного оборудования.
6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные
средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной успеваемости, по
итогам освоения дисциплины.
6.1. Примерная тематика рефератов для самостоятельной работы:
1. Использование данных молекулярной генетики в филогенетических исследованиях.
2 Исследования редких и краснокнижных видов методами молекулярной генетики.
3 Исследование миграций животных с использованием методов молекулярной генетики.
6.2. Примеры билетов для проведения письменных контрольных работ:
Билет № 1
1 Методы оценки иммунитета, используемые в современной полевой зоологии
2 Гипотеза компенсаторной иммуносупрессии
6
Билет № 2
1 Методы оценки ширины и степени перекрывания экологических ниш
2 Изучение пространственной структуры популяций позвоночных животных
6.3. Образцы тестовых билетов для промежуточной оценки остаточных знаний
Тема: Изучение пространственной и социальной структуры популяции животных:
1. Для грызунов с пространственно-этологической структурой популяции,
представленной системой изолированных участков характерно:
А высокая степень филопатрии у молодняка
Б толерантное отношение к взрослым особям своего вида
В участие самца в воспитании потомства
Г раннее расселение молодняка
2. Для грызунов с семейно-групповым образом жизни характерно:
А наличие охраняемых индивидуальных участков у всех особей в группе
Б высокая степень филопатрии у молодняка
В раннее расселение молодняка
Г участие самца в воспитании потомства
6.5. Образцы экзаменационных вопросов:
1. История развития популяционных исследований в зоологии
2. Основные экологические проблемы, связанные с использованием иммунологического
подхода в зоологии
3. Сезонная динамика иммунореактивности, как фактор динамики численности
4. Гипотеза иммунного гандикапа (стартовой форы)
5. Иммунитет и демонстрации; иммунитет и агрессивность; иммунитет и гипотеза
старения
6. Гипотеза компенсаторной иммуносупрессии
7.Иммунитет и условия обитания; иммунный статус, как фактор динамики природных
очагов инфекций
8. Методы оценки иммунитета, используемые в современной полевой зоологии
9. Основные экологические проблемы, решаемые с помощью изучения гуморальной
регуляции животных
7
10. Участие гормонов стресса в механизмах регуляции численности; гормональные
механизмы межсамцовых взаимодействий
11. Гормональные механизмы размножения (определение стратегии размножения (типа
овуляции); причины репродуктивного успеха самок
12. Участие медиаторов мозга в формировании агрессивного и субмиссивного поведения;
гуморальная регуляция иммунитета.
13. Методы прижизненной оценки гормонального статуса животных
14. Теоретические проблемы моторной асимметрии; причина формирования
преимущественно праворукого человечества
15. Механизмы, поддерживающие определенное соотношение особей с различными
латеральными фенотипами
16. Связь латерального фенотипа с факторами среды
17. Связь между моторной асимметрией и физиологическими показателями
18. Связь между знаком моторной асимметрии и поведением
19. Видовые особенности моторной асимметрии
20. Методы используемые для оценки взаимоотношений полушарий головного мозга:
21. Три основные составляющие экологической ниши. Методы оценки их ширины и
степени перекрывания
22. Изучение пространственной структуры популяций позвоночных животных
23. Видовые особенности пространственной структуры популяций позвоночных
животных
24. Динамика пространственной структуры (сезонная, межгодовая и т. д.)
25. Понятие социальной структуры, типы социальной структуры. Эволюция социальной
структуры у грызунов
26. Методы изучения пространственной структуры популяций
27. Межвидовые взаимоотношения у животных. Понятие доминирования. 28. Механизмы,
способствующие сосуществованию близких видов на одной территории.
29. Связь между доминированием и агрессией. Адаптивное значение доминирования
30. Методы, используемые для определения социального статуса особи и статуса вида
31. Фенетические исследования в зоологии. Кладистика и фенетика.
32. Молекулярные эпигенетические процессы
33. Две фазы фенетического исследования и соотношение понятий «изменчивость» и
«биоразнообразие» на популяционном уровне.
8
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины «Современные
проблемы биологии»
а) Основная литература:
1. Буреш Я., Бурешова О., Хьюстон Дж.П. 1991. Методики и основные эксперименты
по изучению мозга и поведения. М.: Изд-во «Высшая школа». 300 с.
2. Васильев А.Г. 2005. Эпигенетические основы фенетики: на пути к популяционной
мерономии. Екатеринбург: Изд-во «Академкнига». 640 с.
3. Гольцман М.Е. 1983. Социальный контроль поведения млекопитающих: ревизия
концепции доминирования.// Итоги науки и техники. Зоология позвоночных. М.:
Изд-во ВИНИТИ, 12. С. 71-150.
4. Гормональная регуляция размножения у млекопитающих: пер с англ.1987. под
ред.К. Остина и Р. Шорта. М.: Мир. 305 с.
5. Громов В.С., 2000. Этологические механизмы популяционного гомеостаза у
песчанок (Mammalia, Rodentia). М.: ИПЭЭ РАН. С. 1-392.
6. Громов В.С. 2008. Пространственно-этологическая структура популяций грызунов.
М.: Т-во научн.изданий КМК. 581 с.
7. Докинз Р. 2010. Расширенный фенотип: длинная рука гена. М.: Астрель. CORPUS.
512 с.
8. Крученкова Е.П. 2009. Материнское поведение млекопитающих. М.: КРАСАНД.
208 с.
9. Крушинский Л.В. 2009. Биологические основы рассудочной деятельности.
Эволюционный и физиолого-генетический аспекты поведения. М.: Книжный дом
«ЛИБРОКОМ». 270 с.
10. Леутин В.П., Николаева Е.И. Функциональная асимметрия мозга: мифы и
действительность. – СПб.: Речь, 2008. – 368 с.
11. Лохмиллер Р.Л., Мошкин М.П., 1999. Экологические факторы и адаптивная
значимость изменчивости иммунитета мелких млекопитающих // Сиб. экол. журн.
№ 1. С. 37-58.
12. Шилов И.А., 1977. Эколого-физиологические основы популяционных отношений у
животных. М.: Изд-во МГУ. 262 с.
б) дополнительная литература:
1. Владимирова
Е.Г.,
2006.
Сезонные
изменения
гипоталамо-гипофизарной
нейросекреторной системы красно-серой полевки (Clethrionomys rufocanus) //
9
Популяционная экология животных. Материалы междунар. конф. Томск: Изд-во
ТГУ. С. 280-281.
2. Владимирова Е.Г.,
Черниговская Е.Г.,
Данилова О.А 2006.
Гипоталамо-
гипофизарная нейросекреторная система красной полевки Clethrionomys rutilus в
ходе популяционного цикла // Журнал эволюционной биохимии и физиологии. Том
42. №2. С. 167-173.
3. Герлинская Л.А., Мошкин М.П., Евсиков В.И., 1993. Методические подходы к
оценке стрессированности диких животных// Экология. № 1. C. 97-100.
4. Завьялов Е.Л., Герлинская Л.А., Евсиков В.И., 2003.Оценка стрессированности
рыжей полевки (Clethrionomys glareolus) по содержанию кортикостерона в
фекалиях// Зоол. журн. Вып. 4. C. 508-513.
5. Колосова И.Е.. Роговин К.А., Мошкин М.П., 2008. Возможности и ограничения
неинвазивной оценки уровня стресса на основе определения глюкокортикоидов в
фекалиях большой песчанки (Rhombomys opimus) // Зоол. журн. Т.87. Вып. 1. С. 110.
6. Кравченко Л.Б. 2004. Физиологические методики в экологических исследованиях.
Методические указания. Томск: Изд-во Томского ун-та. 21 с.
7. Кудрявцева Н.Н., Бондарь Н.П., Августинович Д.Ф., 2003. Влияние повторного
опыта агрессии на агрессивную мотивацию и развитие тревожности у самцов
мышей // Журн. высшей нервной деятельности. Т. 53. № 3. С. 361-371.
8. Логвинов С.В., Герасимов А.В. 2007 Циркадианная система и адаптпция.
Морфофункциональные и радиобиологические аспекты. Томск: Изд-во «Печатная
мануфактура». 200 с.
9. Мак В.В., Панов В.В., Добротворский А.К., Мошкин М.П., 2002. Сопряженная
изменчивость иммунореактивности и агрессивности у самцов красной полевки
(Clethrionomys rutilus) и полевой мыши (Apodemus agrarius) // Зоол. журн. Т. 81.
Вып. 10. С. 1260-1264.
10. Новиков Е.А., Мошкин М.П., 2009. Роль стресса в модификации онтогенетических
программ // Успехи современной биологии. Т. 129. № 3. С. 1-12.
11. Осипова О.В., 2005. Межвидовые взаимоотношения лесных полевок: две
различные стратегии // Поведение и поведенческая экология млекопитающих.
Материалы науч. конф. М.: Товарищество научных изданий КМК. С. 333-336.
12. Попов С.В. 2006. Проблема адаптивности при исследовании социальных
структур.// Журн. общ. биол. Том 67. .№ 5. С. 335-343.
13. Попов С.В, Чабовский А.В. 2005. Понятие социальности в в исследованиях
10
млекопитающих // Зоол. журн. Т.84. № 1. С.4-15.
14. Роговин К.А., Мошкин М.П., 2007. Авторегуляция численности в популяциях
млекопитающих и стресс (штрихи к давно написанной картине) // Журнал общей
биологии. Т. 68. № 4. С. 244-267.
15. Штайнлехнер С., Пухальский В., 1999. Сезонная регуляция размножения мелких
млекопитающих // Сибирский экологический журнал. № 1. С. 23-35.
16. Холодова М.В. 2009. Сравнительная филогеография: молекулярные методы,
экологическое осмысление.// Молекулярная биология. Том 43. № 5 С 910-917.
17. Чернявский Ф.Б.,Ткачев А.В. 1982. Популяционные циклы леммингов в Арктике.
Экологические и эндокринные аспекты. М.: Изд-во «Наука». 162 с.
18. Ishibashi Y., Saiton T., Kawata M., 1998. Social organization of the vole Clethrionomys
rufocnus and its demographic and genetic consequences: A review // Res. Popul. Ecol.
40. № 1. P. 39-50.
в) Интернет-ресурсы:
1. Библиотека по естественным наукам РАН – http://www.benran.ru/
2. Биология. Библиотека. Единое окно доступа к образовательным ресурсам –
http://window.edu.ru/window/library?p_rubr=2.1.2
3. МАИК „Наука/Интерпериодика“: Каталог журналов по отраслям: Биологические
науки – http://www.maik.ru/cgi-perl/journals.cgi?lang=rus&action=rubrics#
4. Реферативный журнал Всероссийского института научной и технической
информации – http://www.viniti.ru/
5. Электронная библиотека диссертаций – http://diss.rsl.ru/
6. Google Scholar Полнотекстовый поиск по книгам, оцифрованным компанией
Google. – http://scholar.google.com/
7. Nature Журналы по естественным наукам компании Nature Publishing Group. –
http://www.nature.com/
8. Science Журнал Американской ассоциации по развитию науки (AAAS). –
http://www.sciencemag.org/
9. SCOPUS База данных цитирования издательства Elsevier. – http://www.scopus.com/
10. Web of Science База данных цитирования компании Thomson Reuters. –
http://isiknowledge.com/
11
8. Материально-техническое обеспечение дисциплины
Обучение по дисциплине «Современные проблемы биологии» осуществляется на
базе
лекционно-лабораторной
аудитории
№
37,
оснащенной
мультимедийным
оборудованием, а так же лабораторным оборудованием для проведения биохимических,
иммунологических и молекулярно-генетических исследований.
12
ЛИСТ ПЕРЕУТВЕРЖДЕНИЯ РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ
Дата
№ протокола кафедрального
заседания
Подпись зав. кафедрой
13