Программа лекционного курса и самостоятельной работы для студентов, специализирующихся на кафедре общей биологии и экологии



Скачать 148.15 Kb.
Дата25.02.2016
Размер148.15 Kb.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФГБОУ ВО "Новосибирский национальный
исследовательский государственный университет"


факультет естественных наук




УТВЕРЖДАЮ



Декан ФЕН НГУ, профессор






_____________ Резников В.А.





«____»______________ 2013 г.

Основы систематики и филогенетики

Программа лекционного курса и самостоятельной работы для студентов, специализирующихся на кафедре общей биологии и экологии

Курс 4–й, VII семестр

Учебно-методический комплекс

Новосибирск 2013

Учебно-методический комплекс предназначен для студентов 4 курса факультета естественных наук, специализирующихся по кафедре общей биологии и экологии. В состав учебно-методического комплекса включена программа курса лекций «Основы систематики и филогенетики». Программа дисциплины составлена в соответствии с требованиями к содержанию и уровню профессиональной подготовки ООП по специальности 020201.65 (биология)..

Составитель:

Бугров А.Г., проф. каф. общей биологии и экологии ФЕН НГУ

© Новосибирский государственный университет, 2013



Содержание

Аннотация рабочей программы……………………....................................................4

1. Цели освоения дисциплины……………………...……...........................................5

2. Место дисциплины в структуре ООП…………...……............................................5

3. Профессиональные навыки обучающегося, формируемые в

результате освоения дисциплины.………….…………............................................5

4. Структура и содержание дисциплины…………………..........................................7

4.1. Тематический план курса (распределение часов)…………………………………..7

4.2. Программа курса. Содержание отдельных разделов и тем……………………….8

4.3. Перечень примерных контрольных вопросов и

заданий для самостоятельной работы………………...............................................9

5. Образовательные технологии…………………………..........................................10

6. Учебно-методическое и информационное

обеспечение дисциплины……………..………………..........................................10

6.1. Рекомендованная литература к теоретическому

курсу:……………………………………………..……..........................................10

6.2. Дополнительная литература. Литература

Для самостоятельной работы………………….……...........................................10

7. Материально-техническое обеспечение дисциплины...........................................10















Аннотация рабочей программы

Программа дисциплины составлена в соответствии с требованиями к содержанию и уровню профессиональной подготовки по направлению 020201.65 Биология (специалист) государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования.

Дисциплина «Основы систематики и филогенетики» относится к профессиональному циклу базовой подготовки. Дисциплина реализуется на факультете естественных наук Федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования "Новосибирский национальный исследовательский государственный университет" (НГУ) кафедрой общей биологии и экологии.

Содержание дисциплины охватывает круг вопросов, связанных с теорией и практикой создания таксономической информационной системы, а также теорией и практикой реконструкции и интерпретации филогенезов.

Преподавание дисциплины предусматривает следующие формы организации учебного процесса: лекции и самостоятельная работа студента.

Общая трудоемкость дисциплины составляет 72 академических часа. Программой дисциплины предусмотрены 30 часов лекционных, 32 часа самостоятельной работы студентов и 10 часов контроля знаний. Аттестация по дисциплине — экзамен.



1. Цели освоения дисциплины

Основной целью освоения дисциплины «Основы систематики и филогенетики» является формирование представления о филогенетической систематике как таксономической информационной базе, раскрывающей структуру, содержание и генеалогию биологического разнообразия. Для достижения поставленной цели выделяются следующие задачи курса:



  • Дать представление об античных, классических и современных методических подходах построения системы органического мира.

  • Ознакомить обучающихся с методами построения генеалогических деревьев, в которых реконструируется реальная картина связей предок-потомок.

  • Оценить возможности и перспективы цитогенетического, молекулярно-цитогенетического и молекулярно-биологического методов анализа в систематике и филогении животных, исходя из классического геккелевского принципа повышения надежности и устойчивости филогенетических реконструкций путём параллельного использования различных методов.



2. Место дисциплины в структуре ООП

Дисциплина «Основы систематики и филогенетики» относится к вариативной части общепрофессиональныцх дисциплин ООП по специальности 020201.65 (Биология).

Дисциплина «Основы систематики и филогенетики» опирается на следующие дисциплины данной ООП:


  • Зоология;

  • Ботаника;

  • Экология;

  • Цитология;

  • Молекулярная биология;

  • Биологическая статистика;

  • Философия;

  • Основы компьютерной грамотности.

3. Профессиональные навыки обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины «Введение в естествознание»
В результате освоения дисциплины, обучающийся должен:


  • Иметь представление об античных, классических и современных методических подходах построения системы органического мира и крупнейших открытиях, определивших представления о феномене жизни и биологического разнообразия на Земле.

  • Знать методы построения генеалогических деревьев, в которых реконструируется реальная картина связей предок-потомок.

  • Владеть информацией о возможностях экспериментальных подходов в систематике и филогении животных.


4. Структура и содержание дисциплины
4.1. Тематический план курса (распределение часов).

№ п/п

Раздел дисциплины

Семестр

Неделя семестра

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость (в часах)

Формы текущего контроля успеваемости (по неделям семестра)

Форма промежуточной аттестации (по семестрам)












Лекции




Контроль СРС




Домашнее задание

Самост. работа

-

-




1

Определение понятий Систематика и Филогенетика. История систематики.

7

1-4

4
















Домашнее задание

2

Проблема вида в систематике.

Фенон. Проблема определения конспецифичности фенонов. Типологическая, номиналистская и биологическая концепции вида.



7

5-7

6




0,5







1

Домашнее задание

3

Классификация надвидовых таксонов. Проблема реальности надвидовых таксонов. Формально-логические правила построения классификаций.

7

8-10

4




1







1

Домашнее задание


4

Эволюционная теория – основа филогении и филогенетической систематики. Соотношение систематики и филогении.

7

11-12

4




1







1

Домашнее задание


5

Эволюционная таксономия. Понятие монофилии, родства, сходства и дивергенции сторонников этой концепции . Филогенетическая систематика (кладистика). Понятие монофилии, родства, сходства, дивергенции сторонников кладистики.

Экспериментальные подходы к систематике и филогении: кариосистематика. Хромосомы и методы их выявления в клетках различных тканей животных и растений. Молекулярно-цитогенетические методы. Возможности и перспективы использования цитогенетических маркеров в систематике, эволюции и филогении.



7

13-15

6




1







1

Домашнее задание


6

Экспериментальные подходы к систематике и филогении: геносистематика. Анализ нуклеотидных последовательностей и его использование для выяснения дивергенции и кладогенеза исследуемой группы организмов.

7

16-18

6




1,5







1

Домашнее задание








7

18

30

-

6

-




27

Экзамен




Всего:

7




30

-

6

-




32




4.2. Программа курса. Содержание отдельных разделов и тем.

Тема 1. Определение понятий.

Систематика - научное исследование организмов, их разнообразия, всех и каждого взаимоотношений между ними (Дж. Симпсон, 1961). Задачи систематики: а) создание таксономической информационной системы. Значение и функции её элементов (коллекции, определители флоры и фауны, каталоги); б) описание структуры и содержания биологического разнообразия; в) классификация, таксономия и номенклатура.

Филогенетика - раздел теории эволюции, посвящённый реконструкции и интерпретации филогенезов. Филогенетика как метод построения генеалогических деревьев, в которых реконструируется реальная картина связей предок-потомок.
Тема 2. История систематики.

Изучение местных флор и фаун. Народная систематика (фольксономия) — свойство любого человека и социума выявлять сходное и различное с утилитарной точки зрения. Система живых существ Аристотеля (384-322 г. до н.э.). Вид и род по Аристотелю. Феофраст (Теофраст, ок. 370 г. - ок. 286 г. до н.э.) «отец ботаники» автор первой ботанической классификации. Ранняя систематика: средневековая схоластика. Реализм, номинализм, рационализм. Описание вида в «эпоху травников». Джон Рэй (1627-1705 гг.) и его система растений с разделением на Двудольные и Однодольные. Карл Линней (1707-1778 гг.) и его «естественная система». Бинарная номенклатура. 10-е издание «Система природы» (1 января 1758 года) - исходный пункт зоологической номенклатуры. Рациональный эмпиризм XVIII-XIX вв. (Гёте, Бюффон, Кювье, Ламарк, Геккель). Типология и эссенциализм. Эволюционные идеи (Ламарк, Дарвин, Геккель).


Тема 3. Проблема вида в систематике.

Понятие фенона. Проблема определения конспецифичности фенонов (половой диморфизм, сложные жизненные циклы, личиночные стадии, бесполое размножение). Типологическая, номиналистская и биологическая концепции вида. Определение вида. Практика и правила описания вида. Типовая серия (голотип, паратип, синтип и др.). Политипический вид. Правила Кодекса зоологической номенклатуры, регулирующие названия видовой группы. Манифест «Новая систематика» (1940 г.) Джулиана Гексли (Хаксли), понятие «биологического вида».


Тема 4. Классификация надвидовых таксонов.

Проблема реальности надвидовых таксонов. Формально-логические правила построения классификаций. Иерархическая классификация. Понятие ранга в классификации. Линнеевская иерархия. Априорное, постериорное и статистическое взвешивание информативности признака при классификации. Практика выделения надвидовых категорий. Разнообразие классификационных приёмов в отношении одной и той же группы организмов как причина разнообразия таксономических систем. Правила Кодекса зоологической номенклатуры, регулирующие названия надвидовой группы. Взвешивание по родству – филогения.


Тема 5. История филогенетики.

Эволюционная теория – основа филогении и филогенетической систематики. Соотношение систематики и филогении. Генеалогическая система Ламарка и отражение в ней принципа «постепенного совершенства организации». Карл Бэр основоположник эмбриологического направления в систематике и филогении. Группировка видов по признакам «сродства». Законы Бэра. Биогенетический закон Геккеля-Мюллера. Вклад Дарвина в теории филогении. Введение им понятий «ветвление», «дивергенция», «естественная группа». Метод тройного параллелизма Геккеля. Филогенетическое дерево.


Тема 6. Филогенетика как метод реконструкции генеалогических деревьев.

Эволюционная таксономия. Понятие монофилии, родства, сходства и дивергенции сторонников этой концепции (Э. Майр, Дж. Симпсон). Адаптивная зона. Правила эволюционного континуума, филогенетической близости и ранжирования. Соотношение между филогенетическим древом и классификацией. Полярность признаков, параллелизмы и конвергенции – нерешённые проблемы в эволюционно-таксономической практике реконструкции филогенезов.

Филогенетическая систематика (кладистика). Понятие монофилии, родства, сходства, дивергенции сторонников кладистики (В. Хенниг). Кладистический анализ и кладистическая история. Апоморфия и плезиоморфия. Филогенез признаков – семофилез. Правило внегруппового сравнения. Проблема ранга кладистике.
Тема 7. Экспериментальные подходы к систематике и филогении.

Проблема гомоплазии в систематики и филогении, базирующихся на основе геккелевской триады. Пути преодоления этой проблемы. Кариосистематика. Исторический очерк кариосистематики. Хромосомы и методы их выявления в клетках различных тканей животных и растений. Основные тенденции эволюционной трансформации хромосомных наборов. Методы С-дифференциальной и флуоресцентной окраски хромосом. Молекулярно-цитогенетические методы. Возможности и перспективы использования цитогенетических маркеров в систематике, эволюции и филогении растений и животных. Примеры использования цитогенетических данных в систематике и филогении разных группах организмов. Геносистематика. Эволюция геномной и митохондриальной ДНК. Анализ нуклеотидных последовательностей и его использование для выяснения дивергенции и кладогенеза исследуемой группы организмов. Методы выделения тотальной ДНК и установлением нуклеотидных последовательностей ДНК, соответствующих выбранным участкам генов. Статистический анализ эволюции последовательностей ДНК. Примеры использования данных молекулярно-биологического анализа в систематике и филогении разных групп организмов. Перспективы создания непротиворечивого филогенетического сценария на основе совокупности классических и современных (экспериментальных) методов.



4.3. Перечень примерных контрольных вопросов и заданий для самостоятельной работы и подготовки к экзамену:
Контрольные вопросы и персональные задания формируются в соответствии с программой курса (см. выше). Каждое предложение Программы по той или иной теме является контрольным вопросом.

В качестве самостоятельной работы каждому студенту, специализирующемуся по кафедре, помимо подготовки к вопросам по теме программы предлагается выполнить самостоятельное реферативное исследование на тему: «Традиционные и современные подходы к систематике и филогении той или иной группы животных или растений». Модельная группа определяется в соответствии с темой дипломного исследования индивидуально.



5. Образовательные технологии
Комплекс учебно-методической работы по курсу «Основы систематики и филогенетики» направлен на формирование представления о филогенетической систематике как таксономической информационной базе, раскрывающей структуру, содержание и естественную историю биологического разнообразия.

Образовательные технологии основаны на гармоничном сочетании теоретического курса и самостоятельной подготовки студентов. Отличительной особенностью курса является применение в нем постоянного контроля в виде коротких (5-10 минут) проверочных работ, результаты которых влияют на персональный рейтинг студентов и, в конечном счёте, на итоговую оценку студента. Этот приём позволяет постоянно контролировать качество и интенсивность самостоятельной работы студента по выполнению домашнего задания.



6. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
6.1. Основная рекомендованная литература.

  • Лукашов В.В. Молекулярная эволюция и филогенетический анализ. Учебное пособие. – М: БИНОМ, 2009. – 256 с.

  • Майр Э. Принципы зоологической систематики. - М.: "Мир", 1971. – 454 с.

  • Павлинов И.Я. Кладистический анализ. - Изд-во МГУ, 1990. – 159 с.

  • Павлинов И.Я., Любарский Г.Ю. Биологическая систематика: эволюция идей. – Товарищество научных изданий КМК, 2011. – 667.

  • Шаталкин А.И. Биологическая систематика. – Изд-во МГУ, 1988. – 183 с.

6.2. Дополнительная литература. Литература для самостоятельной работы.



  • Антонов Л.С. Геносистематика. - М., 1986. - 267 с.

  • Гохман В.Е., Кузнецова В.Г. Сравнительная кариология насекомых: современное состояние и области применения // Энтомологическое обозрение, 2006. - Т. 85, №1. - С. 235-256.

  • Орлов В. Н., Булатова Н. Ш. Сравнительная цитогенетика и кариосистематика млекопитающих.- М.: "Наука", 1983. - 405 с.


7. Материально-техническое обеспечение дисциплины
Приборы и лабораторная техника:

Персональные компьютеры с необходимым программным обеспечением, мультимедийный проектор, экраны.Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с ОС ВПО, принятым в ФГАОУ ВО Новосибирский национальный исследовательский государственный университет, с учетом рекомендаций ООП ВПО по направлению подготовки 01160 (специальность).

Автор: Бугров Александр Геннадьевич, д.б.н., профессор кафедры общей биологии и экологии ФЕН НГУ
Программа одобрена на заседании кафедры общей биологии и экологии

" 13 " мая 2013 г., протокол заседания № 2


Секретарь кафедры, к.б.н. _____________ А.М. Бывальцев



База данных защищена авторским правом ©psihdocs.ru 2016
обратиться к администрации

    Главная страница