«Авторская программа Интегрированный курс дополнительного образования детей по биологии и смежным естественным наукам (5 лет обучения) для учащихся 6-10 классов Рук. авторского коллектива - И.Л.Окштейн, зав. ...»

Центральная станция юных натуралистов и экологов Минобразования РФ

Авторская программа

«Интегрированный курс дополнительного образования

детей

по биологии и смежным естественным наукам»

(5 лет обучения)

для учащихся 6-10 классов

Рук. авторского коллектива - И.Л.Окштейн,

зав. Экологической школой-лабораторией ЦСЮН

Экологическое образование Москва 2000 г.

Объяснительная записка Всероссийские экологические школы ЦСЮН Сформировавшаяся в России система олимпиад и конкурсов по биологии и экологии позволяет создать единую общероссийскую систему отбора школьников, проявивших наибольшие интерес и способности к дополнительным занятиям по биологии и экологии, для обучения биологии и другим естественным наукам по специально разработанным интенсивным программам.

Экологическая Школа представляет собой среду для гармоничного развития личности в процессе формирования будущего ученого - специалиста в области естественных наук.

С 1997 г. Центральная станция юннатов совместно с Научным Творческим Объединением “Молодые биологи - школе” при Биологическом факультете МГУ проводит Всероссийские Зимние и Летние Экологические Школы (ВЗЭШ и ВЛЭШ соответственно). В ноябре 1997г. было принято решение об организации в ЦСЮН на правах Экспериментальной площадки Экологической школы-лаборатории (далее – ЭШЛ). В рамках деятельности ЭШЛ обучение начинается уже на втором туре Всероссийской биологической олимпиады учащихся учреждений дополнительного образования (он проводится в рамках Осенней экологической школы, обычно 1-12 ноября). Школьники, успешно сдавшие экзамены, приглашаются на ВЛЭШ, и далее из года в год, вплоть до окончания средней школы, проходят непрерывный курс обучения на ВЗЭШ (2-10 января) и ВЛЭШ (обычно с 27 июля по 27 августа). Практика показала важность сотрудничества между ЦСЮН и МГУ на поприще обучения будущих студентов-биологов. НТО “Молодые биологи – школе” обеспечивает активное участие талантливых студентов и преподавателей университета в работе ЭШЛ, высокий научный уровень обучения. В результате не менее 90% выпускников ВЛЭШ 1990-99 гг. в первый же год поступили в различные вузы Москвы (из них около 80% - на Биологический ф-т МГУ). С другой стороны, сотрудничество с вузом способно обеспечить приток в учреждение дополнительного образования молодых педагогов, с самого начала имеющих богатый 3-4-летний опыт преподавания и общения с детьми, причем многие из них оказываются бывшими юннатами, способными творчески использовать в работе опыт своих учителей.

1. Задачи Экологических Школ Основная задача Школы – создание коллектива детей и взрослых, являющегося «действующей моделью» научного сообщества. Такая система резко расширяет границы самореализации школьников во всех областях образования и научной деятельности. Обучение школьников биологии и экологии по интенсивным программам позволяет подготавливать высококлассных будущих специалистов-биологов и преподавателей биологии. Кроме того, в ходе подготовки Школы разрабатываются новые учебные программы по экологии, биологии, химии для средних школ и дополнительного образования.

При этом будущие преподаватели Школы частью подготавливаются из ранее обучавшихся в Школе учеников; на Школе они приобретают опыт методической работы и впоследствии часто продолжают работать в этой области.

Целый комплекс мероприятий делает Школу моделью научного сообщества.

Школьники выполняют самостоятельные работы и защищают их в конце Школы;

работает научный семинар преподавателей (на его заседания допускаются все желающие, но доклады готовятся в расчете на профессионалов-биологов), студент или даже школьник может выступить на нем с коротким сообщением по вопросу, в котором является специалистом. Некоторые преподаватели специально подбирают перед Школой комплекты статей, позволяющие достаточно знающему школьнику за 2- дня разобраться в какой-либо интересной области исследований последних лет и рассказать о ней на научном семинаре. С другой стороны, по нашим правилам, любой участникВЛЭШ может в любой момент Школы организовать собственные факультативные занятия, вести их самостоятельно либо приглашать кого угодно для их проведения. Таким образом, школьники и студенты получают наВЛЭШ некоторый опыт профессиональной деятельности.

2. Принципы обучения Цель обучения – формирование у школьника единой научной картины мира.

• При планировании программы Экологической Школы предпочтение отдается междисциплинарным учебным курсам, дающим интегрированное представление об окружающем мире.

• Программа каждого класса дает школьнику сумму знаний, резко расширяющую круг понятной для него научной и научно-популярной литературы, а также практические навыки экспериментальной работы.

• Содержание учебных курсов в целом соответствует современному уровню знаний в соответствующей области;

• Сложные для понимания научные факты могут в крайнем случае “опускаться”, но никогда – искажаться ради упрощения.

3. Педагогические принципы Экологических Школ.

3.1. Самоопределение.

1) На Школе постоянно проводится большое число разнообразных факультативных занятий, гуманитарных кружков, мероприятий культурной программы (обычно во второй половине дня), что заставляет школьника все время выбирать одну из многих возможностей, определяться в отношении наиболее предпочтительной для себя деятельности.

2) Набор факультативных занятий должен соответствовать спектру психологических особенностей участников Школы: среди них должны быть теоретические и практические, гуманитарные и естественно-научные, ориентированные на разные возраста.

3) Взрослые на Школе достаточно разнообразны в психолого-поведенческом отношении (это – один из важных принципов подбора преподавателей факультативов и особенно студентов) и склонны формировать вокруг себя детские и смешанные детско-взрослые коллективы, объединенные той или иной совместной деятельностью. Каждый школьник ежедневно проводит время по очереди в 3-5 таких коллективах, причем 1-3 из них он имеет возможность не посещать, проводить в них больше или меньше времени, посетить вместо них другие, ранее не посещавшиеся им коллективы. Это позволяет ему, с одной стороны, проводить существенную часть времени очень комфортным для себя образом, а, с другой стороны, предоставляет разнообразные возможности для личностного развития. Этот принцип организации Школы создает благоприятные условия для психологического оздоровления школьников, снятия комплексов, заикания и т.п. На Школе действует служба психологического мониторинга и коррекции. По окончании Школы поведение подавляющего большинства детей становится гораздо более разнообразным и раскованным, а их представления о наиболее предпочтительной для себя деятельности – гораздо более определенными.

3.2. Педагогика сотрудничества.

1) За счет присутствия на Школе стажеров (студентов, только что зачисленных в ВУЗы) стирается резкая граница между школьниками и преподавателями. Студенты посещают часть занятий в качестве преподавателей или помощников преподавателя, а часть – в качестве учащихся. Многие из них образуют со старшеклассниками общие неформальные коллективы, помогают им при подготовке к занятиям, выполняют совместно с ними самостоятельные работы.

2) Среди преподавателей принято относиться к школьникам и студентам как к коллегам по научной деятельности (в первую очередь это означает: внимательно и уважительно воспринимать их поступки и суждения, уважать их самостоятельность и компетентность).

3) Любой участник Школы (в том числе – школьник) может объявить о новом курсе факультативных занятий, самостоятельно провести (или организовать) эти занятия.

Практика показывает, что неудачные занятия вскоре начинают проваливаться за отсутствием аудитории, независимо от того, школьник или преподаватель их проводит. Все участники занятий приучаются высказывать свое мнение о них, в том числе в форме конструктивной критики в конце этих занятий.

4) Претензии к данному школьнику со стороны преподавателей, завхоза или любого другого участника Школы в сложных случаях рассматриваются куратором либо директором Школы. В подобном случае в беседе со школьником они обычно занимают доброжелательную позицию типа: «К тебе имеются такие-то претензии… Эта ситуация, вероятно, будет иметь такие-то последствия… Что я могу сделать для того, чтобы у тебя больше не возникало таких проблем?»

5) В случае, если школьнику по той или иной причине не нравятся обязательные занятия, ему обычно разрешают составить индивидуальный учебный план.

• При отборе тестируется способность учащегося к решению биологических задач, что возможно одновременно при высоком интеллектуальном уровне школьника и наличии у него определенного массива биологических знаний.

• Первенство отдается уровню развития интеллекта, поскольку расширение знаний и умения ими пользоваться сравнительно легко достигается в результате обучения на Школах.

• Собеседование проводится комиссией, состоящей из преподавателей, которым предстоит вести занятия на Школе с соответствующим классом.

К участию в конкурсном отборе на Школу допускаются все желающие школьники, окончившие 6-10 классы средней школы. Все формы конкурсного отбора организуются и проводятся Приемной комиссией.

Набор в экологические школы производится по открытому конкурсу тремя различными способами:

1. Очное собеседование (тестируются: компетентность в выбранной самим школьником области биологии; биологическая эрудиция и свободное владение материалом школьной программы; решение тестовых творческих задач «на соображение») 2. Экзамен по курсу лекций, специально организуемых в апреле-мае на Биологическом факультете МГУ для кандидатов вВЛЭШ.

3. Заочное письменное задание, включающее вопросы повышенной сложности по биологии и практические задания.

К участию в конкурсе специально приглашаются призеры Школьной Биологической олимпиады МГУ и Соросовской олимпиады школьников по биологии.

Школьники, ранее участвовавшие в экологических школах, проходят собеседование с членами Приемной комиссии при условии успешной сдачи экзаменов на экологических школах, в которых они участвовали.

биологической олимпиаде для учащихся учреждений дополнительного образования, других всероссийских и региональных олимпиадах и конференциях учебно-исследовательских работ школьников, могут быть зачислены специальным решением Приемной комиссии, в зависимости от конкретных результатов их участия в указанных мероприятиях.

5. Место Экологических школ в системе мероприятий Центральная станция юннатов проводит в год около 30 массовых мероприятий федерального уровня, в том числе Всероссийскую биологическую олимпиаду учащихся дополнительного образования (6-8 классы). В 1999г. в ней приняли участие 6873 школьника.

НТО «Молодые Биологи – Школе» ежегодно проводит Школьную Биологическую Олимпиаду МГУ (ШБО) в Москве, а также Выездной Турнир НТО в 20- городах России.

Фонд Сороса в рамках Соросовской образовательной программы ежегодно проводит Соросовскую олимпиаду школьников по биологии с численностью участников до 40 тысяч человек.

Все эти мероприятия объединены в единую систему отбора и внешкольного обучения детей, интересующихся биологией, через объединенную базу данных, имеющуюся у ЦСЮН и НТО “Молодые биологи – школе”. Школьник, принявший участие в каком-либо из них, оставляет в базе данных анкету со своими адресом и телефоном. Далее ему в течение нескольких лет сообщают о различных олимпиадах, приглашают в кружки, на конкурсные собеседования в биоклассы нескольких школ г. Москвы. Участники различных биологических кружков, школьники, прошедшие на второй тур ШБО МГУ или на третий тур Соросовской олимпиады, участники Осенней Экологической Школы ЦСЮН, лучшие участники Выездных Турниров НТО “МБШ”, отличники заочных школ приглашаются на собеседование по отбору в Летние и Зимние Экологические Школы. На это собеседование также приглашаются школьники по рекомендациям учителей, специалистов-биологов и др.

В 1985г. на Биологическом факультете МГУ было создано Научное Творческое Объединение "Молодые Биологи - Школе" - общественная организация студентов, аспирантов и молодых сотрудников МГУ, объединившихся для совместной работы в области внешкольного биологического образования.

Летняя Экологическая Школа проводится НТО "МБШ" с 1990г. Она проводилась в разные годы в Псковской, Самарской, Архангельской, Тверской, Новгородской областях, Краснодарском крае. В ней участвуют ежегодно 80-150 школьников (6-11-классники из Москвы и еще 15-20 населенных пунктов России) и 20- преподавателей (студенты, аспиранты и сотрудники МГУ и научных институтов Москвы, Санкт-Петербурга и др. городов, Соросовские учителя, руководители биологических кружков).

Зимняя Экологическая Школа проводится с 1994 г. В 1994г. она проводилась в с. Минцы Новгородской обл., в последующие годы - в г. Жуковка Брянской обл., Туле, Обнинске Калужской обл., г. Видное Московской обл. В среднем Зимняя Школа составляет две трети от Летней по численности участников.

В разные годы в организации ВЛЭШ иВЗЭШ принимали участие Дом НаучноТехнического Творчества Молодежи г. Москвы, Детский Экологический Центр Северо-Западного округа, в 1995-96 гг. - Московская Городская Станция Юннатов, в этом году – Департамент образования Юго-Западного округа.

Школьники входят в состав учебных групп. Обычно группа состоит из школьников какого-то определенного класса и имеет двух кураторов разного пола (как правило, кураторами становятся студенты старших курсов, ранее уже работавшие со школьниками). Кураторы постоянно общаются со «своими» школьниками, помогая им решать возникающие учебные и бытовые проблемы.

Администрация Школы: директор, завуч учебных занятий, завуч по самостоятельным работам, завхоз. Важные решения на Школе принимает педсовет, кроме членов администрации в него входят кураторы, преподаватели и стажеры.

Режим дня: обязательные занятия занимают первую половину дня и продолжаются 1(у 6-го класса) или 2 «пары» (т.е. сдвоенные уроки). Остальное время может быть использовано участником Школы по своему усмотрению, например, для посещения факультативных занятий, выполнения самостоятельной работы, чтения книг и т.п.. Факультативные занятия происходят во все остальное время до 23.00.

С 23.00 до 8.00 на территории Школы действует режим тишины. Обычно выделяется помещение, в котором режим тишины не соблюдается, и, с другой стороны, помещение, в котором режим тишины действует постоянно в течение суток. Школьник, проявивший на занятиях признаки недосыпания, в этот день отправляется куратором спать в 23.00 принудительно.

Школьник, желающий выполнить самостоятельную работу, должен в начале Школы сделать доклад о ее предполагаемом содержании, а в конце – защитить полученные результаты перед специальной комиссией.

Формы и методы обучения Основные формы обучения - лекционно-семинарские и практические занятия, а также экскурсии в природе. В некоторых случаях материал закрепляется в форме индивидуальной самостоятельной работы (см. раздел 2 курса «Пресноводные беспозвоночные…» 7 класса) и в форме коллективной экологической игры (курс «Придумайте животное», 7 класс).

В конце каждого курса сдается экзамен, обычно в устной, иногда - в письменной форме. В ходе экзамена от школьника требуется продемонстрировать не только успешное воспроизведение материала во всех подробностях, но и свободное использование этого материала при решении творческих задач, способность свободно рассуждать на предложенную тему с использованием материала данного курса, а также всех ранее изученных учебных курсов, высказывать разумные гипотезы о ходе и особенностях биологических явлений, не обсуждавшихся в рамках изученной программы, но как-то с ней связанных.

Школьник, принявший участие в какой-либо Экологической Школе, допускается на собеседование по набору в следующую Школу только после сдачи на положительные оценки всех экзаменов за предыдущую Школу. Получается, что уровень знаний, достигнутый школьником в ходе обучения на данной Школе, контролируется дважды: на экзаменах по каждому учебному курсу в ходе этой Экологической Школы, и на собеседовании по набору в следующую Школу.

А. Основные курсы Формирование программы каждой учебной группы производится комиссией в составе директора Школы, кураторов этой группы и специально приглашенных преподавателей Школы. Сначала из представленных авторами проектов на конкурсной основе выбирается основной учебный курс. К нему предъявляются наиболее жесткие требования:

• Основной курс должен формировать у школьников целостную систему представлений о какой-либо достаточно универсальной живой системе того или иного уровня организации (биоценотического, популяционного, организменного, тканевого, клеточного);

• Эта система должна включать в себя подходы и представления разных наук, притом ее освоение должно требовать достаточно серьезного знакомства с основами этих наук;

• Необходима система семинарских занятий и большая подборка как тренировочных, так и творческих задач, углубляющих и расширяющих основной курс;

• Весьма желательна система практических занятий, позволяющая школьникам получить практические навыки экспериментальной работы с живыми системами такого уровня организации.

Б. Вспомогательные курсы.

Вспомогательные учебные курсы могут выполнять различные учебно-методические задачи по отношению к основному курсу.

1.Выравнивающие курсы. Их назначение – подготовить наименее знающих школьников к восприятию основного курса. В зависимости от особенностей конкретной группы школьников это могут быть курсы элементарной математики, физики или химии, цитологии, физиологии, экологии и т.п. Они, как правило, факультативные. Прослушивание подобного курса, скажем, восьмиклассником, может позволить ему перейти из своей группы в группу 9-10 класса. В программе Школы они предшествуют основному курсу.

2. Углубляющие курсы. Рассматривают живые системы более низкого уровня организации, чем рассматриваемая в основном курсе, входящие в последнюю в качестве подсистемы (например, курс «Биохимия мембран» по отношению к курсу «Микология с основами молекулярной биологии» или к курсу «Цитология с основами естественных наук»).

3. Параллельные курсы. Рассматривают системы такого же уровня организации, что и рассматриваемая в основном курсе (например, курс «Цитология протистов» по отношению к курсу «Цитология с основами естественных наук»).

4. Расширяющие курсы. Рассматривают системы более высокого уровня организации, чем рассматриваемая в основном курсе (например, курс «Пресноводные беспозвоночные» по отношению к курсу «Цитология с основами естественных наук»).

Летняя Школа включает пять учебных циклов по 5-6 дней, разделенных выходными: четыре лабораторно-теоретических и полевую практику (обычно в середине Школы). Соответственно, обязательная программа ВЛЭШ включает 88 ч. аудиторных занятий (для 7-10 классов) и 44 ч. для 6-классников. Обязательные практические занятия (20 ч. для всех классов) проводятся только во время практики.

На Зимней Школе основные курсы, как правило, дают в сжатые сроки ключевые представления о какой-либо области биологии, что позволяет учащимся в течение следующего полугодия самостоятельно углублять и расширять свои знания в этом направлении. Также могут читаться цельные, но небольшие по объему разделы – дополнения к курсам, прочитанным на Летней Школе.

Система Всероссийских экологических школ создана совместными усилиями Научно-Творческого Объединения «Молодые биологи – школе» при Биологическом факультете МГУ (НТО «МБШ») и Центральной станции юных натуралистов и экологов Минобразования РФ (ЦСЮН) для обучения школьников, проявивших интерес и способности к биологии, комплексу взаимосвязанных естественнонаучных дисциплин. Ежегодно проводятся Всероссийские Осенние (ОЭШ: 4-12 ноября), Зимние (ЗЭШ: 2-10 января) и Летние (ЛЭШ: 27 июля – 27 августа) экологические школы.

Шестиклассник, впервые приглашенный наВЗЭШ, далее может до окончания средней школы ежегодно обучаться вВЗЭШ иВЛЭШ по единой для всех школьников программе. Эта основная программа рассчитана на пять лет и представляет собой последовательность учебных курсов, некоторые из которых являются интегрированно-многопредметными (например, «Цитология с основами естественных наук» и «Нейробиология»), а некоторые – чисто биологическими, химическими, физическими, математическими или гуманитарными.

Школьники старше шестого класса, приглашающиеся на какую-либо экологическую школу, в первый год объединяются в специальные начинающие группы, в которых в убыстренном темпе изучают наиболее важные из пропущенных ими разделов основной программы, а со следующего года присоединяются к школьникам, обучающимся начиная с шестого класса (продолжающие группы).

С 1996 года ЦСЮН проводит Всероссийскую олимпиаду учащихся учреждений дополнительного образования (6-8 классы), победители первого тура которой (100-120 человек) приглашаются сначала на ОЭШ (ее программа рассчитана исключительно на начинающих), а затем – сразу в продолжающие группыВЛЭШ.

За прошедшие годы (первая экологическая школа «Химера» была проведена в 1989 году) определились принципы построения обязательной учебной программы.

1. Школьникам каждого возраста преподается предельный по сложности материал, представляющий собой единую систему представлений о какой-либо биологической системе того или иного уровня организации (молекулярного, клеточного, организменного, популяционного, биоценотического), интегрирующую подходы разных естественных наук. Это способствует их интеллектуальному развитию, и, кроме того, существенно расширяет круг доступной для них учебной и научной литературы.

2. Школьники, независимо от возраста, начинают обучение с курса «Цитология с основами естественных наук», являющегося одновременно введением в общую и органическую химию, а также в механику и электростатику. Дальнейшее обучение развертывается в 6-ти главных направлениях:

1. Физика (курсы физики на ВЛЭШ для 7 («Электричество»), 2. Органическая химия (курсы «Механизмы органических реакций» –ВЗЭШ, 7 класс;

«Методы биохимических исследований» – (ВЛЭШ, 10 класс).

3. Физиология животных (курсы «Нейробиология» –ВЗЭШ, 7 класс;

«Переход к многоклеточности» –ВЛЭШ, 7 класс;

«Молекулярная физиология» –ВЛЭШ, 7 класс;

«Физиология сенсорных систем» –ВЗЭШ, 8 класс;

«Сравн. анатомия и морфология позвоночных» -ВЛЭШ, 9 класс;

«Эмбриология» –ВЛЭШ, 9 класс).

4. Физиология растений (курсы «Физиология растений и основы геоботаники» -ВЛЭШ, 6 класс;

5. Экология (курсы «Экология насекомых» -ВЛЭШ, 6 класс;

6. Молекулярная биология (курсы «Молекулярная биология бактерий и вирусов» -ВЛЭШ, 8 класс;

«Молекулярная биология эукариот» -ВЛЭШ, 9 класс).

В обязательную учебную программу включаются также курсы гуманитарной направленности с целью расширения интересов школьников и создания дополнительных возможностей для самоопределения («Методология науки», «Анализ художественного текста», «Основы поэтики», «Введение в лингвистику»).

Наряду с основной программой, на экологических школах организуется большое число (обычно 25-35) факультативных курсов. Их основная функция – обеспечить школьникам возможность самоопределения в отношении наиболее предпочтительной для себя деятельности. Среди них – практикумы по ботанике, зоологии, микробиологии, популяционной генетике, эмбриологии, почвоведению, наблюдательной астрономии, неорганической химии; лекционные курсы по литературе, истории, мифологии, психологии, разным разделам биологии, химии, математики и физики; практические занятия по программированию, живописи, лепке, плетению, различным видам спорта.

№ Наименования обязательных учебных курсов Теория Практика Цитология с основами естественных наук (1-я часть) Цитология с основами естественных наук (2-я часть) Курс 1. Цитология с основами естественных наук Этот курс реализует попытку начать обучение 6-классников сразу с введения в современную биологию. Курс "Цитологии с основами естественных наук", во-первых, дает школьникам ключевую информацию из физики, химии и цитологии, делающую понятными для них почти любую научно-популярную книгу по химии или биологии, и любой вузовский учебник по зоологии или ботанике. В ЦСЮН эти сведения дают им возможность посещать факультативные занятия по химии, молекулярной биологии, физиологии и многие другие, рассчитанные на более старших.

Опросы родителей показали, что после обучения по этой программе бывшие 6классники действительно начинают читать "взрослые" научно-популярные книги и учебники типа: Догель "Зоология беспозвоночных" или "Современная ботаника".

Во-вторых, этот курс прививает потребность задавать вопросы типа "как это (орган, ткань, органоид клетки) работает?" и позволяет предлагать вполне разумные гипотезы о молекулярных механизмах и некоторых физических явлениях, лежащих в основе функционирования этих живых структур.

Курс опробован сначала в качестве программы биологического кружка, а с 1990 г. используется в качестве основного обязательного курса для школьников, окончивших 6 класс, на Летней Экологической Школе. В настоящее время подготовлен учебник по этому курсу.

Цель курса:

Введение школьников “с нуля” в современную биологию, базирующуюся на представлениях о химических и физических основах функционирования живой клетки, а через цитологию - в современное естествознание, базирующееся на комплексном, многодисциплинарном подходе к любому природному явлению или объекту.

Задачи курса:

1. Дать представление о химических и физических основах функционирования живой клетки (тепловое движение, диффузия, осмос, гидрофильность - гидрофобность, структура биополимеров, энергия и работа, законы сохранения, тепловые эффекты хим. реакций, строение атома, химическая связь, электростатика, электроотрицательность, основы теории электролитической диссоциации).

2. Разобрать основные процессы, происходящие в живых клетках (питание, переваривание пищи, синтез биополимеров, катаболизм, транспорт отдельных молекул и целых органоидов, функционирование цитоскелета), а также методы исследования их ультраструктуры, в контексте физико-химических основ этих процессов.

3. Привить школьникам принятый в современной биологии структурно-функциональный подход (для школьника это означает потребность задавать вопросы типа "как это (орган, ткань, органоид клетки) работает?"), что позволяет активно использовать содержание курса при чтении книг и на занятиях.

Часть 1. Строение животной клетки. Основные процессы.

1. Основы биофизики. Тепловое движение частиц вещества. Броуновское движение.

Диффузия. Осмос через полупроницаемые мембраны. Опыт: целлофановый мешочек с раствором сахара погружен в воду. Осмос в живой природе. Тургор растительных клеток. Сократительные вакуоли простейших. Сравнение скорости диффузии в газе и жидкости. Трахейные системы водных личинок насекомых.

2. Внутреннее строение клетки (обзор морфологии одномембранных органоидов).

Изучение морфологии клеток. Фиксация. Проводка и заключение в смолу (парафин). Резка и реконструирование трехмерной структуры. Морфология митохондрий.

3. Эндоцитоз. Экзоцитоз. Цитоскелет. Микротрубочки. Питание клетки. Полимеры и мономеры. Пищеварение в пищеварительных вакуолях. Транспорт через комплекс Гольджи и работа пищеварительных ферментов и белков-переносчиков.

Митоз. Фазы митоза.

4. Гидрофильность и гидрофобность. Капиллярность. Строение молекул липидов.

Строение и работа мембран. Положение молекулы белка в мембране. Каналы. Белок щелевых контактов.

5. Структура белков. Аминокислоты (без химических формул: 20 аминокислот, каждая состоит из стандартного и специфического участков, при синтезе белка стандартные участки соединяются друг с другом, а специфические "свисают"). Вторичная структура белка:

-спираль, -структура. Третичная структура (на основании представлений о гидрофильности и гидрофобности).

6. Информация о структуре белков. ДНК и РНК. Структура нуклеиновых кислот.

Принцип комплементарности оснований в НК. Транскрипция иРНК, тРНК, рРНК. Сборка рибосом в ядрышке. Соединение аминокислот с соответствующими т-РНК с помощью аминоацил-тРНК-синтетаз. Трансляция. Код РНК. Работа рибосомы. Синтез белков на ЭПС. Лидерная последовательность.

7. Экзамен по первой части курса Часть 2. Физико-химические основы функционирования клетки.

8. Электризация тел трением. Электричество. Электрический заряд. Взаимодействие заряженных тел. Электроны и ядра. Электроскоп. Проводники и изоляторы.

Металлы и неметаллы. "Электронный газ". Электролиты. Конденсатор. Энергия конденсатора.

9. Строение атома. Заряд ядра и число электронов. Периодическая система Менделеева. Строение ядра. Протоны. Нейтроны. Масса атома. Радиоактивность. Изотопы. Число электронов в электронной оболочке (I-III периоды). Уровни и подуровни. Орбитали. Форма орбиталей. Распределение электронов по орбиталям.

Спин.

10.Векторные и скалярные величины. Закон Кулона. Электроотрицательность. Металлы и неметаллы: свойства и положение в периодической таблице. Взаимодействие электронных оболочек. Химические реакции. Строение молекул. Ковалентная, ионная связи. Структурные формулы. Подвижность атомов в молекуле.

11.Метод ионных связей. Составление формул бинарных соединений. Молекулы воды и этилового спирта. Водородная связь. Аномальные свойства воды. Амидная связь. Вторичная структура белков.

12.Ионы. Проведение электрического тока раствором электролита.

13.Экзамен по всему курсу Список литературы, использованной при подготовке курса «Молекулярная биология клетки», тт.1, 2, М., Мир, К. де Дюв «Путешествие в мир живой клетки», М., Мир, Список литературы, рекомендуемой для школьников «От молекул до человека», М., Мир, К. де Дюв «Путешествие в мир живой клетки», М., Мир, К.Доннер «Тайны анатомии», М., Мир, «Молекулярная биология клетки», тт.1, 2, М., Мир, Фуралев В.. «Цитология», М., Вопросы к зачету Курс 2. Экология насекомых (автор – Хрибар С.Ф.) Цель курса. Дать представление об общей и частной экологии и их взаимосвязях с зоологией на примере достаточно интересного, повсеместно встречающегося и в целом знакомого ребятам таксона – насекомых.

Задачи курса:

• Дать представление о глобальной роли насекомых на Земле, и об их своеобразии как систематической группы.

• Изучить основные группы насекомых и их отличительные особенности (морфологические и функционально-экологические).

• Продемонстрировать два подхода в изучении насекомых: морфологический (систематика) и экологический (экология насекомых).

• Подготовить школьников к восприятию курсов «Переход к многоклеточности» и «Пресноводные беспозвоночные» (7 класс) и «Общая экология» (8 класс).

1. Место насекомых на Земле. Доля насекомых в общем разнообразии видов и биомассе. Положение насекомых в современной системе классификации живых организмов. Отличительные особенности насекомых. Общая характеристика насекомых. Внешнее строение.

2.Систематика. Основные отряды насекомых: Collembola, Plecoptera, Ephemeroptera, Odonata, Blattoptera.

3. Основные отряды насекомых: Hemiptera, Orthoptera, Coleoptera, Lepidoptera, Hymenoptera, Diptera, Homoptera.

4. Общее понятие о внутреннем строении и физиологии насекомых. Принципиальное строение кровеносной, дыхательной, пищеварительной, выделительной, нервной и половой систем насекомых. Размножение и развитие насекомых.

5. Экологические группы насекомых. Повторение систематики.

6. Экзамен в форме собеседования.

1.Экскурсия: Почвенная энтомофауна 2.Экскурсия: Водные насекомые.

3.Экскурсия: Насекомые, обитающие в траве и кустах.

4.Экскурсия: Принципы пользования определителем.

5.Экзамен по практической части Курс 3. Физиология растений и основы геоботаники Курс рассчитан на учащихся 6 класса, прослушавших курс лекций по цитологии, и является его непосредственным продолжением.

Цель данного курса – введение в проблематику современной физиологии, демонстрация взаимосвязанности молекулярно-биохимических, физиологических и экологических особенностей организма растения.

Задачи курса:

• дополнить представление обучающихся о биоэнергетике сведениями о фотосинтезе, • создать у них представление о гуморальной регуляции живых организмов на примере фитогормонов, • познакомить школьников с методами постановки несложных физиологических опытов, • подготовить обучающихся к восприятию курсов «Нейробиология», «Механизмы органических реакций» и «Молекулярная физиология» (7 класс).

Занятие 1 (лекция). Фотосинтез как источник энергии в биосфере; превращения энергии и эффективность фотосинтеза; цикл двуокиси углерода; спектр солнечного излучения; основы квантовой теории.

Занятие 2 (лекция). Поглощение света атомами и молекулами; пигменты различных фотосинтезирующих организмов и их роль в фотосинтезе; строение фотосинтетического аппарата на уровне молекул и органелл клетки.

Занятие 3 (практикум). Строение фотосинтетического аппарата у высших растений и водорослей. Хроматография как метод изучения фотосинтетических пигментов.

Занятие 4 (лекция). Транспорт электронов и фосфорилирование при фотосинтезе;

циклический и нециклический транспорт электронов.

Занятие 5 (лекция). Фиксация двуокиси углерода; пространственная и временная локализация этого процесса; экологические адаптации фотосинтеза (С4- и САМфотосинтез).

Занятие 6 (лекция). История возникновения гормональной теории в физиологии растений; определение гормонов; ауксины: локализация синтеза, транспорт, ответ клетки на ауксины, инактивация ауксинов.

Занятие 7 (лекция). Цитокинины: локализация синтеза, транспорт, антагонизм с ауксинами, ответ клетки на цитокинины, инактивация цитокининов.

Занятие 8 (лекция). Факторы, действующие на растение; понятие о дозе и компетентности фактора; стресс; абсцизовая кислота, этилен и другие стрессовые гормоны растений.

Занятие 9 (лекция). Рецепторы световых сигналов у растений; гиббереллины; фитохром; роль света в процессах морфогенеза.

Занятие 10. Экзамен по курсу (в форме устного собеседования последовательно с каждым обучающимся).

№ Наименования обязательных учебных курсов Теория Практика Курс продолжает «физико-химическую» тему в обучении школьников, и в этом смысле является прямым продолжением курсов «Цитология с основами естественных наук» и «Физиология растений и основы геоботаники», так как расставляет те же акценты, что и в изучении строения и работы живой клетки, в изучении поведения целого многоклеточного организма.

Цель курса. Введение в биофизику как связный комплекс физических, химических и биологических представлений о функционировании живых систем.

Задачи курса:

• Осознание школьниками проблемы клеточных и молекулярно-биофизичеких основ поведения, центральной для всей современной нейрофизиологии (оказывается, на первый взгляд очень сложное и «разумное» поведение на клеточном уровне реализуется неожиданно просто, а свобода воли оказывается не сугубо человеческим, а, наоборот, всеобщим свойством), • Изучение достаточно сложных и традиционно нудных и бессмысленных с точки зрения интересующегося биологией школьника разделов физики и химии в биологическом контексте, формирование интереса к физике и химии как таковым, • Подготовка к восприятию курса «Молекулярная физиология»

1.Строение нейрона (аксон, дендриты, возбудимая и невозбудимая мембрана, синапсы). Нейронные сети в организме животного. Рефлекторная дуга. Клеткирецепторы. Типы рецепторов. Мотонейроны и эффекторы. Интернейроны.

Рефлексы и центральные программы. Командные нейроны.

2.Биофизические основы работы нейрона. Осмос. Равновесие Нернста. Строение возбудимой мембраны. Натрий-калиевый насос, калиевые и потенциал-зависимые натриевые каналы. Характеристики электрического поля. Сила Кулона.

Напряженность эл. поля. Работа силы Кулона. Потенциал электрического поля.

Потенциал покоя нейрона.

3.Потенциал действия. Расчет скорости нервного импульса в зависимости от параметров аксона. Миелин. Шванновские клетки. Типы синапсов (электрические, химические, возбуждающие и тормозные). Основные нейромедиаторы.

4.Нейронные сети из формальных нейронов. Условные знаки для схем. Простейшие задачи. Пространственная и временная суммация. ВПСП и ТПСП.

5.Нейронные сети из нейронов со ступенчатой характеристикой. Решение задач.

Сети из нейронов с линейной характеристикой. Сети, реализующие основные алгебраические действия (сложение, вычитание, умножение, возведение в степень с натуральным показателем).

6.»Пошаговые» нейронные сети. Память, счет. «Свобода воли» и детерминизм в поведении животных.

7.Экзамен по курсу.

Список литературы, использованной при подготовке курса М.Б.Беркинблит «Электричество в живых организмах», М., М.Б.Беркинблит «Нейронные сети», М., «Молекулярная биология клетки», тт.1, 2, М., Мир, Список литературы, рекомендуемой для школьников М.Б.Беркинблит «Нейронные сети», М., «Молекулярная биология клетки», тт.1, 2, М., Мир, Цель курса. Введение в современную органическую химию, ее самую красивую и «глубокую» часть. Формирование интереса к химии как таковой, вне сугубо биологического или физического контекста.

Задачи курса:

• Дать представление о физических основах превращений органических веществ, «ключи» к органической химии, • Подготовить обучающихся к восприятию курса «Органическая химия».

• Облегчить задачу освоения химии в средней школе • Облегчить подготовку и сдачу вступительных экзаменов в ВУЗы Химия углерода. Электронная структура, гибридизация орбиталей в соединениях.

Подвижность органической молекулы, вращение вокруг химических связей и его последствия. Основные классы органических соединений. Радикалы, ионы.

Алканы. Радикальное хлорирование метана, радикальное бромирование 2метилпропана. Индукционный эффект, эффект сверхсопряжения.

2. Алкены: электрофильное присоединение HCl, брома, воды.

3. Радикальное присоединение бромоводорода в алкенах. Алкины: электрофильное присоединение HCl, брома. Диеновые углеводороды: классификация, сопряженные пи-системы.

4. Алкодиены: мезомерный эффект; 1,2-, 1,4-присоединение бромоводорода и хлора.

Бензол. Строение: сопряженная пи-система.

5. Присоединение хлора к бензолу (в присутствии хлорида алюминия), нитрование бензола. Присоединение брома к толуолу, хлора к фенолу. Понятие об орто- и пара-ориентантах в бензольном кольце.

6. Присоединение хлора к бензойной кислоте, брома к нитробензолу. Понятие о мета-ориентантах. Обобщение знаний об орто-, пара- и мета-ориентантах.

7. Экзамен по курсу (проводится в два этапа: допуск к экзамену и собственно экзамен.

Допуск – это краткое собеседование, охватывающее все темы курса. При этом школьник допускается до собственно экзамена в том случае, если он показал знание не менее курса.

Зачет представляет собой письменную работу, включающую 6 вопросов:

• Класс органических соединений: общее строение, общая формула, примеры соединений этого класса.

• Около 15 уравнений химических реакций, рассматриваемых в данном курсе.

• 3-6 вопросы – механизмы органических реакций.

При этом экзамен состоит в основном из вопросов, на которые школьник затрудняется дать ответы во время сдачи допуска. Вопросы к экзамену не выходят за рамки прочитанного на лекциях материала.

рекомендованной для самостоятельной подготовки к сдаче зачета:

• Шабаров Ю.С. Органическая химия. –М.: «Химия», 1996.

• Волович П.М., Бровко М.И. Готовимся к экзамену по химии. –М.: Айрис Рольф, 1997.

Цель курса. Изучение основ органической химии, как твердой основы для развития интереса к химии и восприятия учебных курсов по молекулярной биологии.

Задачи курса:

• Изучение основ органической химии, на основе представлений о механизмах органических реакций (это чрезвычайно сильно уменьшает долю заучиваемого материала, большую часть информации обучающиеся могут «придумать самостоятельно» в ходе эвристической беседы с преподавателем), • Развитие интереса к химии как таковой, в частности – к химии природных соединений, • Подготовка к восприятию курсов «Молекулярная физиология» (7 класс), «Молекулярная биология прокариот» (8 класс), «Молекулярная биология эукариот» ( класс).

1. Химия углерода. Электронная структура, гибридизация орбиталей в соединениях.

Подвижность органической молекулы, вращение вокруг связей и его последствия (повторение). Механизмы органических реакций (повторение). Радикальные реакции. Присоединение (нуклеофильное, электрофильное). Замещение (нуклеофильное, электрофильное). Основные классы органических соединений.

2. Алканы, алкены, алкины, диеновые углеводороды. Номенклатура органических соединений. Основные типы реакций предельных и непредельных углеводородов.

3. Органические кислоты и основания. Амины. Циклические и гетероциклические соединения.

4. Спирты, альдегиды, кетоны. Моносахариды. Физические свойства органических соединений. рН раствора: чем она определяется.

5. Гидрофильность и гидрофобность органических молекул. Индукционный и мезомерный эффекты. Поляризация химических связей. Заряд органической молекулы (повторение). Методы разделения смесей органических веществ. Спектрофотометрия. Хроматография. Электрофорез. Методы, основанные на изменениях агрегатного состояния веществ.

6. Экзамен по курсу Курс является продолжением курсов «Цитология с основами естественных наук» и «Механизмы органических реакций», и впервые представляет школьникам физику как самостоятельную науку.

Цель курса. Введение в электростатику (в целом уже знакомую обучающимся из курсов «Цитология с основами естественных наук», «Нейробиология» и «Механизмы органических реакций») и электродинамику как разделы самостоятельной науки – физики. Формирование интереса к физике как таковой, вне сугубо биологического или химического контекста.

Задачи курса:

• Изучение электростатики и электродинамики как связной системы физических моделей. Постановка перед школьниками чисто физических проблем в форме задач с целью формирования «физического мышления» и глубокого интереса к физике.

•.Формирование научного подхода к электрическим явлениям в природе и в быту (молния, газовый разряд, токи в электропроводящих жидкостях), • Изучение электролиза как комплексного физико-химического явления (вне биологического контекста), формирование интереса к электрохимии и физической химии.

• Подготовка к восприятию факультативных курсов по электротехнике и физической химии.

Понятие электрического заряда. Точечный заряд. Индукция. Электростатическая защита. Закон Кулона. Напряжённость электростатического поля.

2. Силовые линии. Силовые линии монополя, диполя, системы трёх зарядов. Работа электростатического поля. Потенциал. Потенциал точечного заряда.

3. Заряженная плоскость. Две параллельные плоскости. Напряжённость и потенциал. Клеточная мембрана как система из двух заряженных плоскостей.

Мембранный и трансмембранный потенциал.

4. Электрический ток. Закон Ома. Параллельное и последовательное включение сопротивлений. Мощность электрического тока. Основы противопожарной безопасности.

5. Токи в газах. Газовый разряд. Молния. Токи в электролитах. Электролиз.

6.Экзамен (письменный: теория и решение задач).

Цель курса. Формирование у школьников представлений о том, чем, собственно, многоклеточный организм принципиально отличается от одноклеточного, введение в соответствующие разделы биологии.

Задачи курса:

• Сформировать общее представление о многообразии протистов как форме реализации функциональных возможностей эукариотической клетки, • Сформировать представление о жизненном цикле и закономерной смене гаплоидного и диплоидного поколений, активизировать на этой основе соответствующие сведения из школьного курса ботаники, • Обсудить со школьниками проблемы регуляции функций многоклеточного организма (введение в общую физиологию), а также проблемы формирования пространственной структуры организма (введение в эмбриологию) и механизмов возникновения нарушений в этом процессе, и наследования этих нарушений (введение в генетику и теорию филэмбриогенеза).

• Подготовка к восприятию курсов «Пресноводные беспозвоночные…», «Придумайте животное!», «Молекулярная физиология» (7 класс), «Анатомия и функциональная морфология позвоночных», «Морфогенез растений», «Эмбриология» ( класс) 1. Царства живых организмов. Общая характеристика. Повторение курса цитологии с основами естественных наук. Систематика протистов. Тип Sarcomastigophora.

Раковинные амебы, солнечники. Окрашенные жгутиконосцы. Эвгленовые. Euglena viridis. Chlorella. Chlamydomonas. Инфузории. Paramecium caudatum:

ультраструктура и особенности движения и питания, жизненный цикл и конъюгация. Ядерный аппарат.

2. Жизненные циклы. Циклы с гаметической, зиготической и промежуточной редукцией. Мейоз (цитологическая картина и механизмы). Жизненные циклы саркомастигофор и других протистов. Спорофит и гаметофит у растений.

3. Многоклеточность: проблемы координации и специализации клеток. Соматические и генеративные клетки. Смерть как следствие многоклеточности. Регуляция скорости процессов в организме: положительная и отрицательная обратная связь, принцип Ле-Шателье. Предел Хейфлика и рак. Почему все клетки разные (тканеспецифическая регуляция экспрессии генов). Введение в эмбриологию. Оплодотворение яйцеклетки. Кортикальная реакция. Дробление зиготы и эмбриогенез на примере свободноживущих полихет с планктонной личинкой. Детерминированное и регулятивное развитие. Деминуция хроматина у аскариды, опыт с разделением бластомеров морского ежа, доказательство наличия полной генетической информации в клетке кишечного эпителия лягушки. Эмбриональная индукция. Гормоны и ростовые факторы.

4. Формирование признаков в эмбриогенезе (введение в генетику). Гены и аллели, наследование признаков у гаплоидных и диплоидных организмов. Сцепленное наследование. Молекулярные основы взаимодействия генов (доминантные и рецессивные аллели на примере наследования альбинизма; комплементарность генов, эпистаз). Теория филэмбриогенеза. Типы преобразований эмбриогенеза в эволюции: анаболия, девиация и архаллаксис. Гетерохрония и гетеротопия. Гомеозисные гены и гомеозисные мутации. Неотения. Ценогенезы. Реконструкции эволюционного процесса: основные методы и проблемы.

5. “Настоящие” и “ненастоящие” Metazoa. Eumetazoa как монофилетическая группа.

Обсуждение разных гипотез происхождения многоклеточности у животных и разных групп протистов. Губки: типы клеток, миграции клеток. Строение и питание.

6. Eumetazoa. Тип Coelenterata. Систематика кишечнополостных. Гидра:

ультраструктура, питание, миграции клеток. Типы клеток. Гидра: регуляция почкования. “Активатор головы”, “ингибитор головы”.

Примечание. Экзамен в конце этого курса не проводится, так как, во-первых, все занятия ведутся в форме эвристической беседы, и, во-вторых, каждое занятие начинается с 10-минутной контрольной работы. По итогам этих работ и выставляется оценка. При желании обучающийся может улучшить свою оценку, сдавая экзамен преподавателю во внеучебное время.

Список литературы, использованной при подготовке курса «Молекулярная биология клетки», тт.1-3, М., Мир, Догель «Зоология беспозвоночных», М., Высшая школа, «Большой практикум по зоологии беспозвоночных», М., Высшая школа, «Биология развития», М., Мир, Список литературы, рекомендуемой для школьников «Биология развития», М., Мир, Догель «Зоология беспозвоночных», М., Высшая школа, «Большой практикум по зоологии беспозвоночных», М., Высшая школа, «Молекулярная биология клетки», тт.1-3, М., Мир, Курс 6. Пресноводные беспозвоночные. Экология пресного водоема.

Цель курса. Введение в современные зоологию и экологию, базирующиеся на структурном функционализме, а также - на комплексном, многодисциплинарном подходе к любому природному явлению или объекту.

Задачи курса:

• Дать школьникам общие представления о пресноводном водоёме как экосистеме и "познакомить" их примерно с 40-50 таксонами пресноводных протистов и беспозвоночных.

• Познакомить школьников с основами структурно-функционального подхода к строению и функционированию многоклеточного организма, включая некоторые достаточно примитивные физические расчеты.

•. Предложить каждому школьнику самостоятельно разобраться в строении конкретного беспозвоночного животного, особенностях его передвижения, питания и т.п., в порядке применения на практике структурно-функционального подхода.

Часть 1. Систематика и экология пресноводных беспозвоночных 1. Экскурсия на берег стоячего водоема. Общие представления об экологии пресноводного водоема. Циркуляция воды. Температура, свет, кислород. Экологические группы животных: планктон, нейстон, бентос. Планктонная сетка. Взятие качественных проб планктона. Основные группы планктонных животных: определение по хорошо заметным морфологическим и поведенческим признакам (размеры, характер движения, форма тела, число отделов тела, конечности и т.п.) до типа или класса. Коловратки (определение по внешнему облику наиболее обычных родов: Brachionus, Asplanchna, Keratella, Conochilus; отр. Bdellоida).

2. Лекционно-практическое занятие. Экология водоема: пищевые цепи, круговороты углерода, кислорода и компонентов минеральных солей. Трофность водоема, олиго-, мезо- и эвтрофные водоемы. Пресные водоемы разных типов и деятельность человека. Ракообразные: определение таксонов различного ранга (ветвистоусые: Daphnia, Simocephalus, Sida, Moina, Ceriodaphnia, Scapholeberis), копеподы: циклопоиды, каляноиды, гарпактикоиды), остракоды; голые жаброноги;

щитни; бокоплавы; водяной ослик) 3. Лекционно-практическое занятие. Зарастание водоемов. Обследование водоемов на разных стадиях зарастания. Взятие проб бентоса. Биологические основы рационального использования природных богатств пресных водоемов. Экологические катастрофы в пресных водоемах и причины их возникновения. Бентос:

протисты и черви.

4. Лекционно-практическое занятие. Определение основных таксонов бентоса (среди протистов - жгутиконосцы (в том числе воротничковые, Volvox, эвгленовые), голые амебы, раковинные амебы, солнечники, сосущие инфузории, кинетофрагминофоры (в том числе роды Dileptus и Didinium), олигогименофоры (в т.ч.

Paramecium, Vorticella, Zoothamnium, Spirostomum), полигименофоры (в т.ч. брюхоресничные инфузории, Stentor)).

5. Лекционно-практическое занятие. Определение основных таксонов червей:

плоские (планарии, отр. Rhabdocoela), свободноживущие нематоды, малощетинковые (Aeolosoma, семейства Naididae, Tubificidae), пиявки (Glossiphonia, Helobdella, Haemopis sanguinea и другие, встречающиеся в изучаемых водоемах).Водные насекомые и их личинки. Клопы. Жесткокрылые. Стрекозы.

6. Лекционно-практическое занятие. Поденки. Экология основных групп околоводных и водных насекомых. Двукрылые: водные личинки и имаго. Комары сем.

Culicidae, Chironomidae, Dixidae. Мокрецы, мошки, слепни, определение Culicidae по внешнему облику, характеру движения и питания.

7. Экзамен по первой части курса Часть 2. Придумайте животное (Экологическая игра, 4 тура по 2 ч.) На предшествующих занятиях по зоологии ребятам уже рассказывали об организмах, "населяющих" пруд, и они имели возможность понаблюдать за ними.

Предлагаемая серия занятий использовалась как введение во второй раздел курса зоологии. Как нам кажется, она позволяет сделать более осмысленным восприятие ребятами сведений о строении и функционировании организма конкретного животного, экологических взаимодействиях между животными разных видов.

I тур "Раскритикуйте конструкцию" (2 часа) II тур "Рассчитайте эффективность питания" (2 часа) III тур "Придумайте двуслойное животное" (2 часа) IY тур "Размеры - почему они так важны?"(2 часа) Часть 3. Морфология и частная экология пресноводных беспозвоночных.

На первых трех практических занятиях (№7-9) этого раздела каждый школьник должен самостоятельно разобраться в строении конкретного беспозвоночного животного, особенностях его передвижения, питания и т.п., прочитать о нем в литературе, выполнить подробные рисунки, определить до вида по определителю.

На последнем занятии (экзамен, занятие №10) школьники делают доклады каждый о своем животном. Доклад должен содержать ясные, обоснованные представления о том, как животное передвигается, питается, дышит, размножается, как и какими органами при этом пользуется. Специально отмечаются вопросы, которые так и не удалось выяснить, предлагаются возможные способы их выяснения.

Практическая часть (5 практических занятий по 4 ч.) Занятия проводятся в форме практического определения пресноводных организмов по определителю: до семейства или рода «габитуально», по хорошо заметным внешним признакам в живом состоянии (см. первую часть курса), далее – по определителю до рода или вида.

1. Определение протистов, турбеллярий и кольчатых червей 2. Определение водных личинок насекомых.

3. Определение имаго водных насекомых 4. Экзамен по всему курсу.

Список литературы, использованной при подготовке курса Догель «Зоология беспозвоночных», М., Высшая школа, «Большой практикум по зоологии беспозвоночных», М., Высшая школа, Определитель пресноводных беспозвоночных Европейской части СССР, М., «Молекулярная биология клетки», тт.1-3, М., Мир, Список литературы, рекомендуемой для школьников «Жизнь животных» тт.1-4, М.,, Догель «Зоология беспозвоночных», М., Высшая школа, «Большой практикум по зоологии беспозвоночных», М., Высшая школа, Определитель пресноводных беспозвоночных Европейской части СССР, М., «Молекулярная биология клетки», тт.1-3, М., Мир, Цель курса. Введение в современную физиологию как комплексную физико-химико-биологическую науку. Физиология, как наука, в которой химия, физика и биология тесно переплетены между собой, помогает сформировать у школьников целостное представление о мире. К 12 годам, когда у ребенка формируется абстрактное мышление и появляется возможность прослеживать логические связи между несколькими, казалось бы, несвязанными вещами, это наконец становится возможным.

Задачи курса:

• Предоставить школьникам возможность применить полученные ранее знания для удовлетворения возникающего у них к этому времени интереса, как устроен и работает их собственный организм, а также провести параллели с работой и строением организмов других животных • Подготовить к восприятию курсов «Молекулярная биология прокариот» и «Молекулярная биология эукариот»

• Этот курс прививает потребность задавать вопросы типа "как это (орган, ткань) работает?" и позволяет предлагать вполне разумные гипотезы о молекулярных механизмах и некоторых физических явлениях, лежащих в основе функционирования этих живых структур. Курс дает богатый фактический материал для подобного рода размышлений.

Клеточные основы физиологии. Обмен веществ между клеткой и окружающей средой. Транспорт веществ внутри клетки. Регуляция клеточных функций.

Системы органов. Теория кислот и оснований Аррениуса.

Пищеварительная система. Состав пищевых продуктов. Функции желудочнокишечного тракта. Транспорт веществ из кишечника в кровь. Строение микроворсинок. Состав пищеварительных соков.

Дыхательная система. Диффузия дыхательных газов. Парциальное давление газов. Структура и свойства гемоглобина. Перенос кислорода кровью. Кривая диссоциации оксигемоглобина. Принцип Ле-Шателье. Перенос углекислого газа кровью. Формы транспорта. Связывание углекислого газа с гемоглобином.

Хлоридный сдвиг.

Кровеносная система. Теория кислот и оснований Бренстеда-Лоури. Константа равновесия, рН. Буферные растворы. Буферный эффект и буферная емкость.

Буферные системы крови. Состав крови. Форменные элементы и плазма.

Функции форменных элементов. Иммунная система. Специфический и неспецифический иммунитет. Клеточная и гуморальная регуляция. Первичный и вторичный иммунный ответ.

Выделительная система. Три бассейна жидкости (кровь, тканевая жидкость и лимфа). Различные системы выделения. Функции почек. Строение нефрона.

Клубочковая фильтрация. Активный и пассивный транспорт в нефронах.

Гормональная система. Гипоталамо-гипофизарная система. Принцип действия гормонов. Гормоны и их функции.

Примечание. Этот курс читается в последнем учебном цикле, поэтому экзамен по нему сдается во внеучебное время, в последние два дня Школы, специально отведенные на экзамены, в том числе – пересдачи.

Цель курса. Введение в философию вообще и философию науки в частности на близком и понятном для школьников материале научного метода изучения природы.

Задачи курса • Активизировать рефлексию по поводу процесса научного познания.

• Развитие здорового критицизма в отношении научных исследований и концепций.

• Овладение навыками использования источников научной информации и методов научного познания.

• Познакомить школьника с практикой общих абстрактных рассуждений, стимулировать формирование философских основ собственного мировоззрения, • Сформировать интерес к философии и методологии 1. Понятие науки. Наука как социальный феномен. Научность. Демаркация. Процедуры верификации и фальсификации.

2. Оппозиция научное - ненаучное как отражение разницы дискурсивных установок. Статусы научных утверждений. Описание наблюдений. Гипотеза. Обоснование и доказательство. Теория.

3. Индукция. Математическая индукция. Полная индукция. Дедукция. Принципиальная ограниченность индуктивного доказательства.

4. Понятие системы. Система и структура. Принцип системности. Иерархии систем.

Редукция. Анализ и синтез. Границы применимости анализа.

5. Эволюция идей. Теория научных революций. Нормальная наука. Парадигма, эпистема и научно-исследовательская программа. Проблема «конца науки». Дисциплинарная структура науки. Наука и культура.

6. Экзамен по курсу (представляет собой индивидуальную беседу по основным темам курса. От учащихся требуется не воспроизведение фрагментов курса, а разъяснение тем на собственных примерах. Учащиеся также мысленно моделируют возможных ход исследования (в целом или отдельных его этапов) и научного обоснования.) 3 ВЛЭШ: Физика (газовые законы, введение в гидро- 6 Молекулярная биология. Часть 1. Молекулярная био- Цель курса. Введение в проблематику общей «абстрактной» экологии, формирование представления о функциональной структуре экосистемы и наборе конкретных функциональных «ролей» живых организмов в этой структуре.

Задачи курса:

• Научить обучающихся применению к экосистемам морфо-функционального подхода.

• Подготовка к восприятию курсов «Теория эволюции», «Математические модели в экологии»

1. Предмет и задачи экологии. Трофика и энергетика экосистем. Продуценты, консументы и редуценты. Экологические «пирамиды» (пирамида чисел, пирамида биомассы, пирамида энергии). Примеры конкретных пирамид для разных экосистем.

Пищевые цепи и пищевые сети.

2. Теория экологической ниши. Экологические факторы и разные варианты их классификаций. Разные способы классификации экологических ниш. Эври- и стенобионтные организмы.

3. Межвидовые взаимодействия. Классификация типов межвидовых взаимодействий. Таксоны и жизненные формы. Классификации жизненных форм. Понятие об экологических стратегиях. R- и k-стратегии.

4. Структура биологических сообществ. Ярусность. Принцип конкурентного исключения.

5. Сукцессии. Причины сукцессий. Понятие о климаксном сообществе. Экспериментальное изучение сукцессий в растительных сообществах. Особенности водных экосистем. Трофность и сапробность водоемов.

6. Динамика популяций. Кривые роста численности. Экспоненциальная кривая. Логистическая кривая. Рост численности в природных популяциях. Популяционные волны. Модель «хищник-жертва».

7. Экзамен по курсу.

Цель курса. Дополнить курсы «Нейробиология» и «Молекулярная физиология» ( класс) «соединяющим» их разделом, для формирования целостного представления о физиологии человека.

Задачи курса:

• Повторение и закрепление двух курсов 7 класса: «Нейробиология» и «Молекулярная физиология» (последний, как показала практика, очень сложен для понимания 7-классниками, и требует специальных мер, облегчающих его ассимиляцию).

• Формирование целостного представления о восприятии человеком или позвоночным животным внешнего мира через органы чувств, и интеграция этого представления в формирующуюся у обучающихся общую картину физиологии человека.

• Ознакомление школьников с современными теориями о механизмах работы центральной нервной системы (ЦНС).

1. Нервная клетка - нейрон. Строение нейрона. Принципы работы нейрона: возбуждение, проведение сигнала (повторение). Нервная ткань 2. Мозг человека. Функции отделов головного мозга. Эволюция нервной системы позвоночных. Рефлекторные дуги. Нервные генераторы. Основы ВНД. Заболевания нервной системы.

3. Рецепторы: строение и свойства. Основные характеристики рецепторов (адаптация). Строение органа боковой линии у рыб. Строение и работа тактильных, болевых, терморецепторов.

4. Строение глаза, зрение. Обработка зрительной информации. Зрительная кора.

Разные виды зрительной памяти. Детекторы. Колончатая организация зрительной коры. Теория многоуровневого распознавания и отбора групп нервных клеток в ЦНС (Эйдельман). Строение уха, слух.

5. Дыхание человека. Строение органов дыхания человека. Эволюция дыхательной системы. Регуляция дыхания. Заболевания дыхательной системы. Обонятельные рецепторы. Обоняние.

6. Строение вкусовых рецепторов, вкус. Семинар: Нервная система и анализаторы.

Распознавание образов как универсальная задача для живых организмов и компьютерных систем «искусственного интеллекта».

7. Экзамен по курсу.

Курс 3. Физика (газовые законы, введение в гидродинамику) Цель курса. Продолжение изучения разделов физики, существенных для понимания механизмов функционирования биологических систем Задачи курса:

Сформировать у школьников представления о физических законах, определяющих условия взаимодействия организмов с абиотическими факторами природной среды, а именно: давление, влажность, фазовые переходы воды в природе, потоки воды и воздуха, Путем решения задач научить школьников сравнительно легко опознавать в той или иной природной ситуации проявление конкретного физического закона, что позволяет делать предсказания об условиях или результатах той или иной формы активности данного организма.

Идеальный газ. Разные варианты изменения состояния газа: изотермический, изобарный, изохорный процессы. Законы идеального газа.

2. Уравнение Менделеева-Клапейрона.

3. Первое начало термодинамики.

Влажность. Пары. Фазовые переходы. Фазовые диаграммы. Аномальные свойства воды и их связь с состоянием природных водоемов: замерзание с поверхности, сохранение около дна зоны с температурой +4С, изменение температуры замерзания воды при наличии ионов или глицерина и др.

органических антифризов, в зависимости от наличия центров кристаллизации, летнее и весеннее перемешивание воды в водоеме, изменения концентрации кислорода в воде в зависимости от температуры.

5. Элементы гидродинамики. Движение в трубах.

6. Экзамен.

Курс дает возможность школьникам систематизировать знания по ботанике, дополнить знания полученные в школьном курсе. Полученная информация по цитологии, гистологии, физиологии, анатомии и морфологии растений позволит более глубоко понять другие биологические дисциплины.

В программе курса Анатомия и морфология растений подробно изучается внешнее и внутреннее строение растений, даются основы других ботанических дисциплин, необходимых для более глубокого понимания анатомии и морфологии растений. Школьники получают необходимые начальные сведения по цитологии, физиологии и систематике растений, позволяющие лучше усвоить непосредственный материал курса. В рамках школьной программы по биологии анатомия и морфология растений изучается в небольшом объеме, рассчитанном на школьников 6-7 классов, у которых отсутствуют даже элементарные знания по общей биологии, совершенно необходимые для понимания анатомии и морфологии растений. Данный курс охватывает анатомию и морфологию растений значительно более широко. Подробно изучается морфология и анатомия вегетативных и генеративных органов голосеменных и цветковых растений, эволюционные преобразования и приспособительное значение анатомических и морфологических структур растений, тем самым создается прочная основа для изучения других ботанических дисциплин и объединения знаний по ботанике в единую систему.

Цель курса. Дополнить знания по ботанике, полученные в общеобразовательной школе, создать основу для изучения ботаники на современном научном уровне..

Задачи курса:

• Дать подробные сведения об анатомии растений и их морфологии на современном научном уровне.

• Научить детей самостоятельно собирать коллекционно-гербарный материал.

• Подготовка к восприятию курса «Морфогенез растений» (9 класс) 1. Предмет анатомии и морфологии растений, значение в системе биологических дисциплин. Отличительные особенности высших растений. Предполагаемые предки, гипотезы происхождения на основе анатомических и морфологических данных. Органеллы, характерные для растительной клетки 2. Понятие о тканях. Основные существующие способы классификации тканей. Образовательные ткани. Строение, функции, расположение. Классификация меристем. Ассимиляционные ткани Запасающие ткани, их значение в жизни растений. Аэренхима, ее приспособительное значение. Всасывающие ткани 3. Система покровных тканей, их классификация, строение, функции, происхождение. Выделительные ткани, их значение в жизни растений.

4. Механические ткани, их классификация. Проводящие ткани, их значение в жизни 5. Важнейший признак высших растений - дифференциация на ткани и органы. Теории происхождения листа. Эволюция ветвления Жизненный цикл, понятие о споро- и гаметофите. Редукция гаметофита - прогрессивный признак Строение семени. Зародыш, его развитие у голосеменных, однодольных и двудольных 6. Почка - зачаточный побег. Побег - строение и функции. Видоизменения побегов и их значение. Стебель - функции, морфологические особенности; видоизменения стеблей. Анатомическое строение стебля: первичное строение, вторичное строение 7. Лист - функции, морфологические особенности: видоизменения листьев. Анатомическое строение листа.

8. Корень - функции, морфологические особенности; видоизменения корней. Анатомическое строение корня: первичное строение, вторичное строение 9. Размножение голосеменных. Размножение покрытосеменных. Цветок - видоизмененный репродуктивный побег. Строение цветка. Приспособления к разным способам опыления. Андроцей - анатомическое и морфологическое строение.

Эволюционные преобразования.

10. Гинецей - анатомическое и морфологическое строение. Эволюционные преобразования 11. Соцветия, их классификация, эволюционные преобразования соцветий. Классификация плодов.

12. Экзамен по курсу.

Методическое пояснение. Занятия по этому курсу представляют собой экскурсии, во время которых производится разбор морфологии конкретных растений, которые встретятся в районе Школы. В результате такого разбора учащиеся должны научиться различать и называть все разнообразные морфологические структуры любого растения средней полосы. Особое внимание в этом курсе уделяется экологическому поведению растения как следствию особенностей его морфологии и нарастания.

Экскурсии тесно привязаны к особенностям флоры места проведения Школы, однако можно указать некоторые примеры тем занятий, для которых наверняка найдется необходимый материал.

1. Особенности морфологии побегов деревьев. Моноподиальное (ель, сосна, ясень) и симподиальное (береза, лещина, липа) нарастание. Удлиненные и укороченные побеги. Связь между побеговыми системами и экологическим поведением (отличие широколиственных и нешироколиственных пород). Элементарный и годичный побег. Типы ветвления (акротония и базитония) и форма кроны. Спящие почки. Возможности возобновления после повреждений и рубки. Вторичная крона и морфологические изменения при старении. Смена экологического поведения при световом угнетении (липа, лещина). Водяные побеги, побеги обогащения, реитерация, коллатеральные и сериальные почки. Придаточные побеги корней - корневые отпрыски (крушина, осина).

2. Длиннокорневищные и столонобразующие растения. Разнообразие столонов.

Захват территории. Образование побегов из столонов (корневища, клубни, козетки). Вегетативно подвижные растения (будра, зеленчук, живучка). Образование куртин, кочек и дерновин (многие злаки и осоки). Короткокорневищные луковичные и каудексные растения. Разнообразие нарастаний и экологическое поведение. Удержание территории. Возрастные изменения. Морфологические отличия каудекса и корневища.

3. Видоизменения листьев. Почечные чешуи, пленчатые листья, подчашия, прицветники, прицветнички, кроющие чешуи, катафиллы, колючки, усы, онтогенез листьев луковиц. Роль прилистников у различных растений. Вайи папоротников.

4. Соцветия и синфлоресценции. Закрытые и открытые соцветия. Порядок зацветания цветков и развитие. Облиственность и специализация листьев соцветий.

Классификация соцветий. Антодии (молочай, сложноцветные, калина).

5. Экзамен представляет собой самостоятельное морфологическое описание растения учащимся по выбору преподавателя.

На базе курса могут быть выполнены самостоятельные работы, например:

"Разнообразие морфологии столонов рода Stellaria L. в связи с условиями произрастания".

"Измененные соцветия луговых трав, образовавшиеся в результате покоса".

Цель курса. Описать морфологические и общие экологические и физиологические особенности бактерий и эукариотических микроорганизмов с целью создания возможности для дальнейшего подробного изучения особенностей их молекулярной биологии.

Задачи курса:

• Создать у школьников ясное представление о морфологии, экологии и физиологии бактерий и грибов, • Подготовить обучающихся к восприятию курса «Молекулярная биология» в 8 и классах, • Расширить представления учащихся о функциональных возможностях отдельных про- и эукариотических клеток.

1. История микробиологии. Открытие бактерий. Опыты Пастера. Бактерии и инфекционные болезни. Триада Коха. Прививки.

2. Бактерии. Морфология и систематика бактерий. Классификация бактерий по форме клеток и их скоплений.

3. Физиология бактерий. Питание. Методики культивирования бактерий.

4. Экология бактерий. Роль бактерий в биосфере и жизни человека.

5. Актиномицеты. Морфология и физиология.

6. Экология актиномицетов. Антибиотики.

7. Дрожжи. Морфология и физиология.

8. Экология дрожжей. Значение дрожжей в биосфере и истории человеческой цивилизации.

9. Грибы. Морфология, систематика, типы жизненных циклов и полового процесса.

Аскомицеты, зигомицеты, базидиомицеты.

10. Экология грибов. Роль грибов в биосфере. Различные экологические стратегии грибов. Паразитические грибы. Лишайники.

11.Экзамен по курсу (устный; типичные вопросы:

• Клеточная организация прокариот и эукариот; сходства и различия. L-формы бактерий.

• Состав и строение прокариотической клетки. «Обязательные» и «необязательные» компоненты клетки.

• Грамположительные и грамотрицательные бактерии.

• Поверхностные структуры – их состав и строение. Слизи, капсулы, жгутики, пили, фибрии.

• Внутрицитоплазматические мембранные образования. Генетический аппарат.

• Покоящиеся формы. Эндоспоры, экзоспоры, цисты, акинеты. Устойчивость к повреждающим факторам.

• Формирование экзо - и эндоспор. Этапы прорастания.

• Состав и строение клеток архебактерий.

• Типы питания микроорганизмов. Рост и развитие индивидуальной бактериальной клетки.

• Кривая роста бактериальной периодической культуры.

• Строение и состав актиномицетной клетки.

• Физиология актиномицетов.

• Жизненные циклы актиномицетов.

• Дифференциация мицелия актиномицетов.

• Образование репродуктивных структур актиномицетов.

• Экология актиномицетов.

• Систематика актиномицетов.

• Методы выделения и идентификации актиномицетов.

• Антибиотики.

• Дрожжи. Строение дрожжевой клетки.

• Изменение клеточных структур в онтогенезе. Функциональная и патологическая цитология.

• Морфология. Бесполое размножение. Типы вегетативного размножения.

• Псевдомицелий. Диморфизм и плеоморфизм.

• Баллистоспоры, энодспоры, хламидоспоры.

• Истинный мицелий. Клеточный цикл.

• Половое размножение и жизненные циклы у дрожжей.

• Аскомицетовые дрожжи. Гаплоидные дрожжи.

• Диплоидные дрожжи. Гапло-диплоидные дрожжи.

• Базидиомицетовые дрожжи. Телиоспоровые дрожжи.

• Фикобазидиевые. Дрожалковые.

• Генетика дрожжей. Понятие о гомо- и гетероталличности. Киллерный эффект. Генетика митохондрий.

• Брожение и дыхание.

• Лимитирующие факторы.

• Экология дрожжей. Прикладное значение.

• Жизненные формы дрожжей.

• Дрожжи в системе грибов.

• Грибы. Основные черты строения грибов. Основные структуры грибной клетки.

• Гетерокариоз у грибов.

• Строение грибного мицелия.

• Размножение и развитие грибов. Вегетативное размножение.

• Бесполое размножение.

• Половое размножение: гаметогамия, гаметангеогамия, спермитизация, соматогамия.

• Парасексуальный процесс.

• Онтогенез грибов (циклы развития) и смена ядерных фаз. Дифференциация грибов в онтогенезе.

• Споры грибов и их прорастания.

• Основные таксономические группы грибов.

• Зигомицеты.

• Аскомицеты.

• Базидиомицеты.

• Дейтеромицеты (Fungi imperfeefi).

• Экология грибов. Место и роль грибов в биогеозенозах. Сукцессии грибов в БГУ.

• Зависимость видовых популяций почвенных грибов от факторов внешней среды.

• Микоризы. Эктотрофная и эндотрофная (вакуолярно-арбускулярная).

Курс “Молекулярная биология” является прямым продолжением курса «Цитология с основами естественных наук». Школьникам дается возможность познакомиться с более тонкими деталями строения и функционирования сложной машины под названием “живой организм”, или, более конкретно, “живая клетка”, с которой они познакомились ранее. Кроме того, они научатся задавать себе вопросы о том, как может быть устроен тот или иной механизм, о котором они уже что-то слышали, и пытаться давать на эти вопросы ответы. В это время (около 13 лет) школьник уже легко воспринимает отвлеченные предметы, такие как молекулярные процессы. С другой стороны, у него еще не сложилось более или менее стереотипное восприятие действительности, он воспринимает новый предмет непредвзято, что может помочь ему в понимании сложных и порой очень запутанных вещей.

Знания по химии и физике, полученные школьниками к этому моменту в рамках школьной программы, и, частично, дополнительного обучения, например, на летних и зимних школах, помогут им при освоении этого трудного предмета.

Цель курса: В порядке углубленного изучения современной биологии дать школьникам представление о функционировании основных механизмов, которые определяют жизнедеятельность всего живого, в частности для того, чтобы они научились думать, задавать осмысленные, “умные” вопросы, в первую очередь себе, и научились рассуждать в попытке дать на эти вопросы обоснованные, научно корректные ответы. После прохождения этого курса школьники получат теоретическую возможность при желании заняться научной деятельностью, так как ими будут освоены основные приемы экспериментальной техники и необходимые теоретические сведения для занятий экспериментальной наукой.

1. Что такое молекулярная биология. Прокариоты и эукариоты: черты сходства и различия в строении и функционировании клеток. Повторение основных понятий: матричный синтез, генетический код, транскрипция, трансляция, репликация, экспрессия.

2. Репликация у прокариот. Ферменты репликативной вилки. ДНК-полимераза: полимеразная и экзонуклеазная активности. ДНК-лигаза. Топоизомераза. SSB-белки. Почему ДНК-полимераза ошибается и как она исправляет ошибки. Почему нет ДНК-полимераз, удлиняющих 5 – конец. Начало репликации. Существование обратных транскриптаз.

3. Регуляция экспрессии генов, для чего она нужна. Уровни регуляции. Примеры регуляции на уровне транскрипции: лактозный оперон. Белки-репрессоры и активаторы: разные формы их взаимодействия с индуктором. Перекрестная репрессия оперонов у фага лямбда. Подавление терминации транскрипции у фага лямбда.

Регуляция на уровне структуры ДНК: фазовые вариации у сальмонеллы. Регуляция на уровне трансляции: триптофановый аттенюатор у прокариот. Пример сложности цепей регуляции: экспрессия глутамин-синтетазы у бактерий.

4. Трансляция. Структура и работа ядрышка. Типы РНК. Инициация трансляции.

Аминоацил-тРНК-синтетазы (кодазы): механизм присоединения аминокислоты к тРНК. Как регулируется точность белкового синтеза на уровне кодаз и в рибосоме. Укладка белка, шепероны. тРНК: необычные основания, особенности первичной и вторичной структуры.. Регуляция интенсивности белкового синтеза.

5. Механизмы повреждения ДНК: химические реакции, их возможные последствия.

Классификация мутаций по вредности, масштабам, фенотипическим проявлениям. Исправление неправильного спаривания азотистых оснований. Метилазы и рестриктазы. Репарация без разрывов цепи: расщепление димеров тимина и деметилирование. Удаление необычных оснований: N-гликозилазы и пурин-инсертазы. Эксцизионная репарация. Пострепликативные виды репарации: рекомбинационная и SOS-репарация. Индукция ферментов SOS-репарации. Почему в ДНК нет урацила и др. азотистых оснований, кроме А, Т, Г, Ц.

6. Рекомбинация и мобильные элементы. Гомологичная и сайт-специфическая рекомбинация: механизмы, эволюционное значение. Роль топоизомераз, rec-A и хисайтов. Плазмиды: разнообразие, гены, пути передачи между клетками (конъюгация).

7. Сохранение плазмид в популяции бактерий. Пути передачи генетического материала: трансформация и трансдукция. IS-элементы, транспозоны. Их структура и последствия их работы для клеток. Концепция «эгоистической ДНК».

8. Генная инженерия. Клонирование: схема эксперимента. Векторы плазмидные и вирусные. Встраивание фрагмента в вектор: рестриктазы, липкие концы, лигирование. Трансформация. Селекция клеток со встроенной плазмидой и клеток, содержащих плазмиду со вставкой. Применение клонирования. Суть электрофореза и PCR. Их применение и молекулярные механизмы.

9. Общий обзор вирусов. Формы генетического материала. Умеренные и литические инфекции. Проблема затравки, и как она решается. Экономия места, подавление синтеза белка у клетки-хозяина. Вирусные заболевания.

10.Экзамен по курсу.

Цель курса: знакомство с принципами анализа текста.

1. Понятие о структурном анализе текста; жанровое содержание;

2. сюжет и связанные с ним понятия;

3. концепция мира и человека; моделирование человека;

4. хронотоп героя.

5. Экзамен по курсу (письменный) - самостоятельный анализ небольшого текста.

№ Наименования обязательных учебных курсов Теория Практика 3 Сравнительная анатомия и морфология позвоночных 1. Термодинамика и ее задичи.

Определение и задачи. Внутренняя энергия. Первый закон термодинамики. Энтальпия. Экзо- и эндотермические реакции. Энергия активации.

2. Теплоты.

Тепловые эффекты химических реакций. Закон Гесса. Теплоты образования и сгорания. Решение задач на теплоты.

3. Энтропия.

Второй и третий законы термодинамики. Свободная энергия Гиббса. Решение задач на уравнение G = H – TS.

4. Химическое равновесие.

Обратимые реакции. Закон действующих масс. Константы диссоциации и произведение растворимости. Условие равновесия фаз. Принцип Ле-Шателье. Факторы смещения равновесия.

5. Зачет Гузей Л.С. Общая химия, М., МГУ, Витинг Л.М. Задачник по общей химии, М., МГУ, Занятие 1. Введение основных понятий курса.

Определение поэтики. Поэтика как наука, изучающая содержательность художественных форм. Необходимость внимательного прочтения текста. Проблемы истолкования текста.

Примеры: "На розвальнях, уложенных соломой" (О.Мандельштам), "Памяти Демона" (Б.Пастернак).

Занятие 2. Сюжет. Понятие сюжета. Повторяемость сюжетов. "Бродячие сюжеты".

Пример: сюжет странствий Одиссея и его последующие обработки (от Гомера до "Одиссеи капитана Блада").

Занятие 3. Композиция. Вступление, завязка, развитие сюжета, кульминация, развязка.

Особенности развития композиции. Их отражение в трансформации содержания.

Пример: "Робинзон Крузо". Мотив и сюжет. Мотив как минимальная составляющая сюжета. Мифологические мотивы. Механизм их воспроизведения. Законы сочетания мотивов. Сюжет как комбинация мотивов. Пример: мотив Золушки у Шарля Перро, в народных сказках, у Евгения Шварца, в фильме "Золушка-85", любовных романах (сходство и различие).

Занятие 4. Основные приемы изображения.

Авторский монолог, пейзаж, ремарка, описание внешности героя, поток сознания героя, звукопись, ритм как приемы непрямого выражения авторского мнения. Визуальные приемы.

Занятие 5. Композиция, пространство и время, автор и герой в мифо-поэтическую, риторическую эпоху и эпоху Нового времени.

Композиция, пространство и время, автор и герой в "Одиссее", "Тристане и Изольде", "Дон Кихоте", "Дубровском".

Занятие 6. Освоение понятий формы и содержания.

Задание на уроке: обработка данного текста ("Сказания о рубашке и трех рыцарях") как трагедии, сказки, стихотворения. Анализ учащимися особенностей, приобретенных сюжетом в каждой из трех обработок. Тренировка идентификации жанра.

Текст и контекст. Поятие "текста" и "контекста". Контекст как совокупность явлений действительности, влияющих на восприятие текста. Необходимость учета историкокультурной ситуации создания текста для его более полного понимания. Виды контекста: историко-культурный, биографический, общественно-политический и т.д.

Учащимся задается вопрос о видах контекста, необходимых для понимания современного произведения в случае его прочтения через 300 лет (на примере "Старика Хоттабыча" Л.Лагина).

Занятие 7. Экзамен по курсу.

Курс 3. Сравнительная анатомия и морфология позвоночных Понятие о морфологии позвоночных. Два различных подхода. Различие между эмбриологической и функциональной школами морфологии. Понятия онтогенеза, филогенеза. Введение в систематику позвоночных.

2. Эмбриологическая школа морфологии. Закономерности образования и развития костей. Срастание костей. Определение понятия "срастание". Пролиферация тканей.

3. Покровы позвоночных. Кожа. Строение кожи. Чешуя. Разновидности чешуи.

Развитие чешуи в онтогенезе и филогенезе. Развитие перьев и волос в онтогенезе.

Развитие перьев и волос в филогенезе с точки зрения функциональной морфологии.

4. Скелет. Развитие скелета в онто- и филогенезе у различных таксонов позвоночных (асцидии, ланцетник, минога, рыбы хрящевые, ганоидные, панцирные, костистые, амфибии, рептилии, млекопитающие).

5. Пищеварение. Адаптации пищеварительных систем. Развитие пищеварительной системы в филогенезе.

6. Мочеполовая система. Развитие мочеполовой системы в онто- и филогенезе.

Выделительная система. Развитие выделительной системы в онто- и филогенезе.

7. Кровеносная система. Развитие в онто- и филогенезе. Гормональная система.

Развитие в онто- и филогенезе.

8. Нервная система. Развитие в онто- и филогенезе.

9. Адаптации позвоночных к наземному образу жизни. Понятие адаптационной нормы на примере "золотого сечения".

10.Пути эволюции. Прогресс, регресс, естественный отбор. Типы отбора.

11.Экзамен по курсу (устно).

Классические ботанические курсы с разных сторон описывают строение растений.

Однако вопрос "как это образуется?" даже в университетском курсе ботаники остается исключительно описательным.

Цель курса. Дать школьникам ответ на вопрос: "откуда клетка знает, что надо делиться в этом направлении?". Так, наряду с основами строения меристем мы стараемся судить о возможных "программах поведения" клетки, на основе которых и формируется зачастую сложная, а иной раз и причудливая форма растительного организма.

1. Рост и растяжение клетки. Отличия в процессах роста и растяжения. Свойства оболочки растительной клетки. Симпластный рост.

2. Клеточный цикл. (Уметь рисовать.) Возможности регулирования прохождения клеткой цикла. Как можно определить в какой фазе цикла находится клетка.

Покой клеток.

3. Роль направления роста, направления деления и последовательности делений для образования геометрических форм. Простые одномерные и двумерные модели роста.

4. Меристемы. Классификация меристем. Сравнение меристем корня и побега.

Инициальные клетки.

5. Строение растущей части корня. Ряды. Сестринские клетки. Переход клетки к митозу и закономерности взаиморасположения митозов в связи с этим. Продолжительность существования клеток в меристеме. Митотический индекс. Образование и строение чехлика.

Покоящийся центр. Отличия клеток покоящегося центра. Переход клеток ПЦ к Переход клеток меристемы к растяжению (возможные механизмы).

Меристемы корня голосеменных, птеридофитов, хвощей.

6. Меристема побега. Соотношение роста и растяжения. Меристема ожидания и ее свойства. Формы апексов. Пластохронные изменения апекса. Остаточные меристемы.

Листовые примордии. Их образование и взаимодействие. Возникновение листорасположения. Листовая спираль. Формулы листорасположения. Ортостихи 7. Развитие листа. Ограниченность развития. Направления роста и последовательность и количество делений клеток. Механизм образования сложных листьев.

8. Развитие цветков и плодов.

9. Краткий обзор гормонов растений и их влияния на пролиферацию клеток. Апикальное доминирование.

10. Экзамен проходит в форме собеседования на материале задач, решенных письменно в начале экзамена.

Примеры задач к экзамену:

1. Пластинчатая водоросль развивается из 1-й клетки. Все клетки перед делением имеют одну и ту же форму и размер. Какую форму будет иметь водоросль, если известно что:

1) а) все клетки способны к делению;

б) делятся только клетки одного края;

в) делятся только верхние клетки получающейся пластинки;

2) а) во всех направлениях клетки растут одинаково б) вдоль оси X в n раз быстрее чем вдоль оси Y.

2. Длина ряда коры меристемы корня - n клеток; Средняя длина делящейся клетки мкм; Продолжительность митотического цикла T часов, Длина зрелой клетки этого ряда L1 мкм 1) Определить скорость роста корня (мкм/ч) 2) Определить количество делений клетки, считая от инициальной в ряду ксилемы, если известно, что длина зрелой клетки ксилемы L2 мкм. Определить плоидность клеток ксилемы.

3) Определить насколько вытянется такой корень, если облучить его большой дозой излучения.

3. Продолжительность митотического цикла в корне T часов. Митотический индекс m%.

Определить долю двуядерных клеток после погружения корня в раствор кофеина на t часов.

4. Формула листорасположения побега 3/8. Определить угол между 2-м и 11-м листьями.

1. ВВОДНОЕ ЗАНЯТИЕ. ИСТОРИЯ ЭМБРИОЛОГИИ.

Обсуждение задач и методов эмбриологии. История изменения представлений о развитии со времен Аристотеля, теории преформизма и эпигенеза. Современные представления о развитии.

2. ГАМЕТОГЕНЕЗ. СТРОЕНИЕ ГАМЕТ.

Преимущества и недостатки полового размножения. Происхождение гамет и теория зародышевого пути, понятие тотипотентности. Оогенез: период малого и большого роста, способы питания ооцитов. Строение яйцеклетки. Сперматогенез:

функциональные отличия. Строение спермия.

3. ОПЛОДОТВОРЕНИЕ И ДРОБЛЕНИЕ ЗИГОТЫ.

Внутриклеточные процессы, запускаемые фактом слияния гамет. Ооплазматическая сегрегация как способ детерминации судьбы частей зиготы. Способы дробления зиготы у животных различных классов. Формирование бластулы и известные типы бластул.

4. ГАСТРУЛЯЦИЯ И ОБРАЗОВАНИЕ ЗАРОДЫШЕВЫХ ЛИСТКОВ.

Возможные способы гаструляции и их филогенетическая связь. Понятие о зародышевых листках, двухслойные и трехслойные животные.

5. РАЗВИТИЕ ПОЗВОНОЧНЫХ.

Известные данные о развитии всех классов позвоночных животных от круглоротых до млекопитающих: формирование осевых органов, понятие об эмбриональной индукции, понятие о провизорных органах и их функции, формирование провизорных органов у живородящих и яйцекладущих позвоночных, формирование систем органов (нервной, пищеварительной, кровеносной...).

6. РАЗВИТИЕ БЕСПОЗВОНОЧНЫХ.

Основные сведения о развитии наиболее известных типов беспозвоночных, Понятие о детерминированном и недетерминированном развитии. Жизненные циклы, чередование поколений и партеногенез.

7. РАЗВИТИЕ РАСТЕНИЙ.