• A
  • A
  • A
  • АБВ
  • АБВ
  • АБВ
  • А
  • А
  • А
  • А
  • А
Обычная версия сайта

Эволюционная биология развития

2022/2023
Учебный год
RUS
Обучение ведется на русском языке
4
Кредиты
Статус:
Курс обязательный
Когда читается:
4-й курс, 3 модуль

Программа дисциплины

Аннотация

Дисциплина "Эволюционная биология развития" изучает естественный процесс развития живой природы, сопровождающийся изменением генетического состава популяций, формированием адаптаций, видообразованием и вымиранием видов, преобразованием экосистем и биосферы в целом.Настоящая программа учебной дисциплины устанавливает требования к образовательным результатам и результатам обучения студента и определяет содержание и виды учебных занятий и отчетности. Программа предназначена для преподавателей, ведущих дисциплину «Эволюционная биология развития», учебных ассистентов и студентов направления подготовки 06.03.01 Биология, обучающихся по образовательной программе «Клеточная и молекулярная биотехнология». Программа учебной дисциплины разработана в соответствии с: Образовательным стандартом НИУ ВШЭ по направлению 06.03.01 Биология; Образовательной программой «Клеточная и молекулярная биотехнология» и объединенным учебным планом по образовательной программе «Клеточная и молекулярная биотехнология». Данная учебная дисциплина включена в раздел «Профессиональный цикл» Учебного плана 06.03.01 Биология и относится к базовой профильной части. Осваивается на 4 курсе в 3 модуле. Изучение данной дисциплины базируется на результатах освоения дисциплины «Клеточная биология: основы биопроцессов», «Молекулярной биологии», «Физиологии животных и человека». Основные положения дисциплины «Эволюционная биология развития» будут использоваться в рамках изучения дисциплин «Современные методы биотехнологии», «Медицинская биотехнология», «Генная терапия» и др., а также при прохождении практик на 3-4 курсах образовательной программы «Клеточная и молекулярная биотехнология».
Цель освоения дисциплины

Цель освоения дисциплины

  • получение знаний о прогенезе: сочетание подходов, учитывающих физические, геохимические и молекулярные процессы в атмосфере молодой Земли при происхождения жизни, т.е. получение знаний о некоторых элементах в цепи событий, которые привели к появлению жизни на Земле, к эволюции метаболических циклов и появлению клетки, в том числе и половых клеток.
  • Формирование у студентов современных представлений о происхождении клетки в целом и эмбриональных в частности, о клеточной организации, структурных компонентах клеток, механизмах эмбриогенеза и дифференцировки и роли программируемой гибели клеток (апоптоза) в этом процессе.
Планируемые результаты обучения

Планируемые результаты обучения

  • Знание предмета эмбриологии, ее связи с другими биологическими дисциплинами.
  • Освоение основных направлений и задач современной описательной, экспериментальной, сравнительной и теоретической эмбриологии.
  • Понимание связи эмбриологии с цитологией, генетикой и молекулярной биологией.
  • Освоение основных молекулярных механизмов превращения органов в процессе эмбриогенеза.
  • Знание системной концепции эволюции.
  • Освоение основ индивидуального развития высших млекопитающих.
  • Изучение особенностей ранних стадий эмбриогенеза высших млекопитающих.
  • Выработать умения и навыки распознавания разных типов плацент.
  • Освоение особенностей деления клеток и прогенеза.
  • Изучение последовательных стадий оплодотворения, изучение строения зиготы и локализации бластомеров на этапах синхронного и асинхронного дробления.
  • Выработать умения и навыки морфологической характеристики бластулы и бластомеров.
  • Изучение особенности ранних стадий эмбриогенеза высших млекопитающих.
  • Изучение структуры, топографии и функции внезародышевых органов эмбриона человека.
  • Выработать умения и навыки распознавания и морфологической характеристики внезародышевых органов и плодной части плаценты человека.
  • Ознакомление с методами гистологических исследований: качественными и количественными методами с использованием световой и электронной микроскопии.
  • Изучение железистого эпителия: эндокринные и экзокринные железы. Морфологическая характеристика.
  • Типы секреций. Классификация желез.
  • Знание морфологической характеристики соединительных тканей со специальными свойствами: жировая, пигментная, тучная. Рыхлая неоформленная соединительная ткань.
  • Ознакомление с особенностями строения и функций.
  • Соединение костей. Мышечная ткань. Ознакомление с общей характеристикой и строением.
  • Ознакомление с мякотными и безмякотными нервными волокнами.
  • Ознакомление с данными электронной микроскопии о структуре нервной системы.
  • Знание морфофункциональной классификации тканей и ее эволюционная основа.
Содержание учебной дисциплины

Содержание учебной дисциплины

  • Тема 1. Теории зарождения жизни. Введение. Эмбриология и связь с эволюционной теорией, цитологией, генетик ой, молекулярной биологией. Мир РНК и Мир малых молекул. Смена парадигмы. Функции живого вещества.
    Теории возникновения жизни на Земле: креационизм; теория стационарного состояния; спонтанное зарождение; панспермия; биохимическая эволюция.
  • Тема 2. Методы реконструирования атмосферы времен зарождения жизни. Клетка - система метаболических циклов. Блочная эволюция. Молекулярные механизмы превращения органов в процессе эмбриогенеза- Системная концепция эволюции. Нейтральная теория молекулярной эволюции.
    Биогеохимические циклы. Биосфера - система геобиохимических циклов. Клетка - система метаболических циклов. Фотосинтез и азотфиксация. Гипотеза возникновения цикла Кребса.
  • Тема 3. Эволюция клетки. От молекул к первой клетке- Простые биологические молекулы могут образовываться в пребиотических условиях. Полинуклеотиды способны направлять собственный синтез. Самореплицирующиеся молекулы и естественный отбор. Первая клетка окружает себя мембраной. Все современные клетки используют ДНК в качестве наследственного материала.
    Механизмы дифференциации клеток на ранних стадиях онтогенеза Основные механизмы морфогенеза Экспериментальные аспекты раннего эмбрионального развития. Полипотентность (тотипотентность), унипотентность и детерминация клеток. Дифференциация клеток в ходе эмбриогенеза. Молекулярно-генетическая основа дифференцировки. Этапы онтогенетической дифференциации клеток. Эмбриональная регуляция. Закон Г. Дриша. Интеграция в онтогенезе. Понятие об онтогенетических корреляциях. Индукционные процессы в раннем эмбриональном развитии: Первичный индуктор как первичный организатор. Компетенция эмбриональных тканевых зачатков. Количественные и качественные изменения особи в процессе онтогенеза. Регуляция пролиферации контактными межклеточными взаимодействиями.
  • Тема 4. Деление клетки и индивидуальное развитие: Гаметогенез: сперматогенез и оогенез. Генетика эмбриогенеза. Мутации генов Действие окружающей среды (талидомид) воздействие на функцию нормальных генов. Тератогенная активность.
    Особенности деления клеток. Прогенез. Возникновение половых клеток в филогенезе. Деление клеток. Митоз, мейоз и их отличия. Прогенез. Различия стадий оогенеза. Гаметогенез: сперматогенез и оогенез. Строение яйцеклетки и спермия.
  • Тема 5. Эмбриогенез человека. Дробление. Три фазы оплодотворения. Типы дробления: Полное, равномерное. Полное, неравномерное. Частичное или меробластическое. Полное, неравномерное, асинхронное. Пространственно-временная программа эмбриогенеза. Влияние эмбрионального развития сердца на формирование патологии и ее лечение.
    Особенности эмбриогенеза человека. Эмбриология. Методы исследования. Теории эмбриологии. Стадии эмбриогенеза. Три фазы оплодотворения: Дистантное взаимодействие. Контактное взаимодействие половых клеток. Проникновение в ооплазму спермия. Дробления, гаструляция, гистогенез. Дифференцировка зародышевых листков. Ранние стадии развития человека имеют ряд особенностей. Критические периоды эмбриогенеза.
  • Тема 6. Механизмы дифференциации клеток в онтогенезе. Синтез типоспецифических белков. Направленные морфогенетические перемещения клеток. Клеточная индукция. Гибель клеток: апоптоз одно из направлений клеточной дифференцировки. Автономный механизм апоптоза при развитии эмбриона.
    Механизмы дифференциации клеток на ранних стадиях онтогенеза. Основные механизмы морфогенеза. Экспериментальные аспекты раннего эмбрионального развития. Полипотентность (тотипотентность), унипотентность и детерминация клеток. Дифференциация клеток в ходе эмбриогенеза. Молекулярно-генетическая основа дифференцировки. Этапы онтогенетической дифференциации клеток. Эмбриональная регуляция. Закон Г. Дриша. Интеграция в онтогенезе. Понятие об онтогенетических корреляциях Индукционные процессы в раннем эмбриональном развитии: Первичный индуктор как первичный организатор. Компетенция эмбриональных тканевых зачатков. Количественные и качественные изменения особи в процессе онтогенеза. Регуляция пролиферации контактными межклеточными взаимодействиями.
  • Тема 7. Эмбриональные стволовые клетки (модель для изучения геномики раннего эмбриогенеза и органогенеза). История. Основные характеристики ЭСК in vitro.
    Программируемая клеточная гибель (апоптоз) - одно из направлений клеточной дифференцировки. Понятие программируемая гибель клетки. Процессы регуляции численности клеток. Виды программируемой клеточной гибели. Механизмы апоптоза. Запрограммированное разрушение клеток во время эмбриогенеза. Автономный механизм. Категории. Формообразующая роль запрограммированной гибели клеток. Эмбриональные стволовые клетки (ЭСК) пролиферирующие, дублеры, зиготы. Основные характеристики ЭСК. Молекулярные основы тотипотентности генома ЭСК. Особенности фенотипа ЭСК. ЭСК модель для изучения геномики раннего эмбриогенеза и органогенеза. Направленная дифференцировка ЭСК in vitro.
  • Тема 8. Предмет и задачи гистологии. Основные этапы развития гистологии, эмбриологии. Связь гистологии со смежными дисциплинами. Гистологическая и микроскопическая техника.
    Предмет и задачи гистологии. Основные этапы развития гистологии. Связь гистологии со смежными дисциплинами. Гистологическая и микроскопическая техника. Попытки создания естественной системы тканей, разработка метода приготовления гистологических препаратов. Биогенетический закон Геккеля-Мюллера в приложении к тканевому уровню организации. Становление и развитие отечественной гистологии, гистологические школы. Работы А.А. Заварзина. Учение о параллельной эволюции тканей. Взгляды Н.Г. Хлопина на эволюцию тканевых систем. Дивергентная эволюция тканей. Ткани и их развитие в онтогенезе и филогенезе. Структура тканей. Методы гистологических исследований: качественные и количественные методы с использованием световой и электронной микроскопии.
  • Тема 9. Эпителий как пограничная ткань. Основные типы эпителиальной ткани. Железистый эпителий: эндокринные и экзокринные железы.
    Морфофункциональная классификация эпителиев: кожные, кишечные, осморегулирующие, выделительные, железистые. Эпителий как пограничная ткань. Основные типы эпителиальной ткани. Морфологическая классификация эпителиев: однослойный, многослойный, переходный. Эпителиальные (или пограничные) ткани. Связь с подлежащей соединительной тканью. Строение различных типов покровного эпителия. Морфологическая классификация эпителиев: однослойный, многослойный, переходный. Железистый эпителий: эндокринные и экзокринные железы. Морфологическая характеристика. Типы секреций. Классификация желез. Клетки железистого эпителия. Секреторный цикл. Классификация экзокринных желез в зависимости от характера секрета. Типы секреций (апокриновые, мерокриновые, голокриновые).
  • Тема 10. Ткани внутренней среды. Соединительные или опорно-трофические ткани. Общая характеристика: функции, строение, происхождение. Собственно-соединительная ткань. Распространение в организме, клеточные и неклеточные элементы.
    Ткани внутренней среды. Происхождение, общая характеристика, морфофункциональная классификация тканей. Зародышевая мезенхима. Мезенхима и источники ее происхождения. Кровь, плазма, лимфа. Форменные элементы крови позвоночных и человека. Эндотелий. Особенности строения, значение. Лейкоцитарная формула. Унитарная теория кроветворения. Ретикулярная ткань. Разнообразие клеточных элементов. Работы И.И. Мечникова по эволюционной динамике фагоцитарных реакций макрофагов, их роль в защитных реакциях. Ретикуло-эндотелиальная система и её значение. Мезенхима. Форменные элементы крови (строение лейкоцитов, эритроцитов, тромбоцитов). Особенности строения, функции и значение. Лейкоцитарная формула. Плазма. Ретикулярная ткань. Плотная неоформленная и оформленная соединительная ткань. Распространение в организме, клеточные и неклеточные элементы. Плотная соединительная ткань коллагенового и эластического типа. Морфологическая характеристика. Соединительные ткани со специальными свойствами: жировая, пигментная, тучная. Рыхлая неоформленная соединительная ткань. Плотная неоформленная и оформленная соединительная ткань. Морфологическая характеристика.
  • Тема 11. Хрящевая ткань. Костная ткань. Особенности строения и функция. Мышечная ткань. Общая характеристика и строение. Распространение в организме.
    Хрящевая ткань. Распространение в организме, клеточные и неклеточные элементы. Особенности строения и функция. Надхрящница. Разновидности хрящевой ткани: гиалиновый, волокнистый, эластический. Костная ткань. Особенности строения и функция. Надкостница, строение. Гистогенез и регенерация костной ткани. Соединение костей. Хрящевая ткань (гиалиновая, эластическая. волокнистая). Надхрящница. Костная ткань (грубоволокнистая, пластинчатая). Особенности строения и функция. Надкостница, строение. Мышечная ткань. Общая характеристика и строение. Распространение в организме гладкой и поперечнополосатой мышечных тканей. Развитие в процессе эволюции гладкой и поперечнополосатой мышечной ткани. Скелетные мышечные волокна. Сердечная мышечная ткань. Функции мышечной ткани. Мышечные волокна. Современные представления о механизме мышечного сокращения. Регенерация мышечной ткани. Мышечная ткань. Строение гладкой мышечной ткани и поперечнополосатой мышечной ткани. Организация толстых и тонких миофиламентов в скелетной мышечной ткани. Функции и строение сердечной мышечной ткани. Мышечные волокна.
  • Тема 12. Нервная ткань, как высшая форма организации живой материи. Общая характеристика нервной ткани. Распространение в организме.
    Нервная ткань. Основные структурные элементы. Нервная ткань, как высшая форма организации живой материи. Общая характеристика нервной ткани. Распространение в организме. Нейроны - как основная структура нервной ткани. Функциональное значение нейронов. Нейроглия. Классификация нейроглии. Мякотные и безмякотные нервные волокна. Шванновские клетки. Соединения нейронов. Синапсы. Данные электронной микроскопии о структуре нервной системы. Нервная ткань. Основные структурные элементы. Строение нейрона. Нейроглия. Классификация нейроглии. Мякотные и безмякотные нервные волокна. Шванновские клетки.
  • Тема 13. Морфофункциональная классификация тканей и ее эволюционная основа. Методы гистологических исследований. Разнообразные способы культивирования тканей, трансплантация органов и тканей.
    Разнообразные способы культивирования тканей, трансплантация органов и тканей. Морфофункциональная классификация тканей и ее эволюционная основа. Биогенетический закон Геккеля-Мюллера в приложении к тканевому уровню организации. Становление и развитие отечественной гистологии, гистологические школы. Работы А.А. Заварзина. Учение о параллельной эволюции тканей. Взгляды Н.Г. Хлопина на эволюцию тканевых систем. Дивергентная эволюция тканей. Морфофункциональная классификация тканей и ее эволюционная основа. Основные этапы приготовления гистологических препаратов.
Элементы контроля

Элементы контроля

  • неблокирующий Коллоквиум_Тема 1
  • неблокирующий Устный опрос_Тема 2-4
  • неблокирующий Устный опрос_Тема 5
  • неблокирующий Коллоквиум_Тема 6
  • неблокирующий Коллоквиум_Тема 7
  • неблокирующий Устный опрос_Тема 8
  • неблокирующий Устный опрос_Тема 9
  • неблокирующий Устный опрос_Тема 10
  • неблокирующий Устный опрос_Тема 11-13
  • неблокирующий Экзамен
    Билет на экзамене состоит из 4 вопросов из разных тем.
Промежуточная аттестация

Промежуточная аттестация

  • Промежуточная аттестация (3 модуль)
    0.05 * Коллоквиум_Тема 1 + 0.06 * Коллоквиум_Тема 6 + 0.06 * Коллоквиум_Тема 7 + 0.05 * Устный опрос_Тема 10 + 0.06 * Устный опрос_Тема 11-13 + 0.06 * Устный опрос_Тема 2-4 + 0.06 * Устный опрос_Тема 5 + 0.05 * Устный опрос_Тема 8 + 0.05 * Устный опрос_Тема 9 + 0.5 * Экзамен
Список литературы

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

  • Дондуа, А.К. Биология развития : учебник / А.К. Дондуа. - 2-е изд., испр. и доп. — СПб. : Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2018. — 812 с. - ISBN 978-5-288-05827-1. - Режим доступа: http://znanium.com/catalog/product/1020205
  • Иорданский Н. Н. - ЭВОЛЮЦИЯ ЖИЗНИ 2-е изд., испр. и доп. Учебное пособие для академического бакалавриата - М.:Издательство Юрайт - 2019 - 396с. - ISBN: 978-5-534-09633-0 - Текст электронный // ЭБС ЮРАЙТ - URL: https://urait.ru/book/evolyuciya-zhizni-428259

Рекомендуемая дополнительная литература

  • Гистология, цитология и эмбриология : учеб. пособие / Т.М. Студеникина [и др.] ; под ред. Т.М. Студеникиной. — Минск : Новое знание ; М. : ИНФРА-М, 2018. — 574 с. — (Высшее образование: Бакалавриат). - Режим доступа: http://znanium.com/catalog/product/940685
  • Ленченко Е. М. - ЦИТОЛОГИЯ, ГИСТОЛОГИЯ И ЭМБРИОЛОГИЯ 2-е изд., испр. и доп. Учебник для академического бакалавриата - М.:Издательство Юрайт - 2019 - 355с. - ISBN: 978-5-534-08185-5 - Текст электронный // ЭБС ЮРАЙТ - URL: https://urait.ru/book/citologiya-gistologiya-i-embriologiya-437811