|
Проект подготовки к экзаменам в ВУЗ
Предлагаемый проект подготовки к экзаменам в вуз ориентирован на максимальную сложность экзаменов по биологии, в университет или медицинский институт. Идею этого проекта можно выразить такими словами: «если все знаешь, то сумеешь ответить на «отлично», а попробуй ответить на «отлично», не все зная.
Знания, безусловно, нужны, но требуется еще и умение применять их. Если вы научились пользоваться знаниями, значит, вы действительно сделали их своими, тогда построенный на подобных знаниях ответ будет авторским, а всякий эксклюзив ценится выше. Этот подход можно пояснить следующей иллюстрацией. Давно в журнале «Наука и жизнь» была опубликована такая головоломка: соединить четырьмя непрерывными линиями девять кружочков:
В следующем номере журнала был ответ:
Если вы проверите этой задачей знания родителей, знакомых, друзей, то окажется, что мало кто даст правильный ответ. Дело в том, что в голове есть невидимый «цензор», который формулирует запрет, жесткий, как табу: нельзя за границу кружочков! А почему? Ведь условием задачи это не обусловлено! Примерно так же получается у классического добросовестного школьника. К примеру, на вопрос о фотосинтезе дается приблизительно следующий план ответа: определение; световая фаза; темновая фаза; значение. Если, однако, выйти «за границу кружочков», то ответ может быть более глубокий и с оттенком индивидуальной оценки.
I. Прежде чем обсуждать энергетику растительного организма, следует отметить:
1. Общие для всего живого принципы химии жизни:
а) матричный биосинтез белка;
б) ферментативностъ всех реакций;
в) сопряжение пластического и энергетического обмена, а также обмена веществ в организме и между организмом и средой.
2. Общее в энергетике живых организмов – кислородное окисление (кстати, сама его возможность рождена фотосинтезом).
II. Особенность энергетики растительного организма:
1. В отличие от гетеротрофов у автотрофов пластический обмен преобладает над энергетическим благодаря фотосинтезу. При этом освобождается кислорода в 20-30 раз больше, чем растительный организм использует для собственного дыхания.
2. Смысл фотосинтеза:
а) первыми на Земле, по мнению академика А.И. Опарина, были гетеротрофы, которые использовали бескислородное окисление органических веществ, возникших в абиогенном синтезе;
б) затем появились хемотрофы, способные синтезировать углеводы из СО2 и Н2О (первичный синтез), используя энергию окисления неорганических веществ (речь идет об открытых С.Н.Виноградским нитро-, серо- и железобактериях);
в) позже появились фототрофы, использующие для первичного синтеза углеводов энергию солнечных лучей. Освоив данный вечный источник энергии, они уже в этом плане не зависят от внешней среды. В такой последовательности нарастает независимость (свобода) организмов от среды обитания, что и составляет смысл фотосинтеза.
3. Механизм фотосинтеза:
а) световая фаза – улавливание энергии солнечных лучей в виде химической энергии АТФ и НАДФ.Н; фотолиз Н2О;
б) темновая фаза – фиксация СО2 и синтез углеводов.
4. Роль фотосинтеза в формировании планеты и в ее жизни: фотосинтез резко ускорил биогенную миграцию атомов, т.е. ускорил формирование планеты, привел к насыщению атмосферы свободным О2 и к образованию озонового экрана.
5. Круговорот веществ – главная окислительно-восстановительная функция живого вещества. Восстановительная функция – фотосинтез, где Н2О восстанавливается до О2, а СО2 – до углеводов, которые в основном и сжигаются в кислородном окислении – окислительная функция. Однако более 80% веществ приходится на гниение (бескислородное окисление).
III. Структурное обеспечение фотосинтеза:
1. Устройство хлорофиллоносной паренхимы.
2. Строение хлоропластов (генетическое родство лейко-, хлоро-, хромопластов).
3. Особенность строения молекулы хлорофилла и других цитохромов.
Конечно, это лишь план, но не сам ответ. Однако здесь видно главное – свобода обращения со своими знаниями. В представленном плане кроме материала о фотосинтезе есть и другие сведения: из биохимии (кислородное окисление, ферменты), молекулярной биологии (цитология, биосинтез белка) и даже из других разделов биологии (теория эволюции, экология, ботаника). Перечисленное демонстрирует владение материалом. (Это и подразумевалось, когда говорилось о способности выходить «за флажки», т.е. об умении использовать знания.)
В задаче с кружочками оказалось скрыто важное обстоятельство: знание – не столько открытие тайн мира, попытка ответить на вопрос, как на самом деле устроен мир, сколько некоторая конструкция. Но если знание есть не сам принцип устройства мира, а лишь моя конструкция, то почему машины ездят и мосты не падают? Кстати, когда мы ответим на подобный вопрос, то возникнет новый, не менее интересный. Значит, и ответ на вопрос мы должны не вспомнить, а сконструировать.
Если проект подготовки в вуз, контуры которого очерчены, заинтересовал вас, можно попробовать конструировать ответ.
Когда действует не стальной шарик, а человек, то причиной является не начало процесса, а его результат, т.е. цель. Для строителя, собравшегося строить дом, конечная цель (причина) этого предприятия – прибыль, которую он получит, а формальная цель (причина) – план дома. Для вас конечная цель в данном случае – хорошо сдать экзамен и поступить в институт, а формальная цель – получить знания, например по биологии. Необходимо хотя бы частичное совпадение конечной и формальной причин. Говоря попросту, надо как бы забыть про экзамен, в качестве конечной цели должно выступить само знание. Вот почему к освоению раздела, отраженного в предлагаемом плане, следует отнестись как к самоценному. Начнем с теории эволюции (с чего начинать, здесь принципиального значения не имеет). Этот план-конспект-шпаргалка построен таким образом, что он удобен и для усвоения материала, и для конструирования ответа.
Теория эволюции.История
I. История вопроса (метафизика):
1. Принцип: порядок вещей в мире – поря-док идей в голове – план творения – естественная систематика.
2. В биологии:
а) изначальная целесообразность (абсолютная приспособленность);
б) неизменность видов.
3. К.Линней – метафизик, он сначала построил искусственную систему растений:
а) дал определение вида;
б) ввел бинарную номенклатуру;
в) описал тысячи новых родов и видов.
II. Ж.БЛамарк.
Используя терминологию А.Н. Северцова, можно сказать, что Ламарк выделил два направления эволюции:
1. Путь прогресса (напоминает ароморфозы), где движущая сила – изначальное стремление к совершенству, выраженное лестницей градации.
2. Путь частных приспособлений (напоминает идиоадаптации), осуществляемых направленной наследственной изменчивостью.
III. Предпосылки дарвинизма:
1. Социальные.
2. В науке – преодоление метафизики (Ч. Лайель).
3. В биологии:
а) теория Ламарка;
6) клеточная теория – единство живого;
в) открытие единого плана строения позвоночных;
г) изучение палеонтологических данных (Ж. Кювье).
4. Изучение искусственного отбора.
Дарвинизм
I. Искусственный отбор:
1. Принцип- «дело» рук человека.
2. Творческая роль.
3. Формы наследственной изменчивости.
4. Формы искусственного отбора (бессознательный и методический).
П. Естественный отбор:
1. Формы наследственной изменчивости:
а) мутационная;
б) комбинативная;
в) коррелятивная;
г) вариативная.
2. Геометрическая прогрессия размножения. На нее все обращали внимание, но только Ч.Дарвин сделал из этого явления вывод.
3. Борьба за существование:
а) это метафора;
б) формы борьбы (внутривидовая, межвидовая, с неблагоприятными условиями);
в) почему только борьба?
4. Естественный отбор, или выживание наиболее приспособленного:
а) определение: если борьба за существование – механизм, то естественный отбор – закономерность, а наиболее приспособленный – направленность развития каждого организма;
б) последователи Дарвина предлагали ввести универсальную меру прогресса – самый сильный, ловкий, счастливый. Однако подобный подход нереален: ведь каждый приспособлен к своему образу жизни;
в) относительный характер приспособления.
5. Дивергенция и монофилия (предыстория каждого органа – борьба за существование).
6. Критерии вида:
а) физиологический, или определение реальности вида (репродуктивная изоляция);
б) морфологический (гомологичные органы);
в) генетический (контрастирующие признаки);
г) биохимический или молекулярный;
д) экологический;
е) географический (ареал вида).
Популяция (генофонд).
Синтетическая теория эволюции (микроэволюция)
Обязательно вступление – синтез дарвиновской теории и популяционной генетики.
I. Эрнст Майр – о приспособленности (наиболее плодовитый вид, внесший больший вклад в генофонд популяции).
П. Закон Харди – Вайнберга – при соблюдении ряда условий частота гомо- и гетерозигот в популяции остается неизменной.
III. Условия выполнения закона и их нарушения:
1. Популяция должна быть большой, иначе возможны, например, популяционные волны, в частности, дрейф генов.
2. Не должно быть мутаций, поскольку, как рассматривал С.С. Четвериков, возможны в генофонде накопление (в силу большой плодовитости) некоей мутации в рецессивной аллели и ее переход в гомозиготное состояние.
3. Не должно быть миграций, иначе из другого генофонда может проникнуть особь, несущая новую рецессивную аллель и... (см. предыдущий случай).
4. Не должно быть давления отбора, в противном случае, как рассматривал И.И. Шмальгаузен, может происходить сдвиг вариационной кривой (в результате действия движущего и стабилизирующего отбора, что в конечном счете приведет к изменению нормы реакции, т.е. к наследственному закреплению в генофонде популяции нового признака).
IV. Способы видообразования:
1. Географический.
2. Экологический.
3. Генетические изолирующие факторы (факторы, препятствующие свободному скрещиванию).
Макроэволюция, или законы филогенеза
I. Три направления эволюции, по А.Н. Северцову.
Биологический регресс (уменьшение численности, ареала, разнообразия) вследствие неприспособленности организмов.
Биологический прогресс (увеличение численности ареала, разнообразия – результат приспособления). Достигается на трех направлениях:
1. Морфофизиологический прогресс, или ароморфоз, – приспособление, открывающее широкие эволюционные перспективы и оставляющее организм пластичным, т.е. способным реализовать эти возможности, потому в конечном счете ведет к повышению уровня организации.
2. Идиоадаптация – частное приспособление, снижающее пластичность организма, что в конечном счете ведет в эволюционный тупик.
3. Морфофизиологический регресс, или дегенерация, – приспособление, достигнутое вследствие упрощения жизнедеятельности, а иногда и строения.
П. Характер эволюционного процесса: 1. Дивергенция,
3. Параллельное развитие.
3. Конвергенция.
III. Принцип целостности означает, что организм – единое целое и изменение одной части влечет изменение других. (Применил в палеонтологии Ж. Кювье, который по части восстанавливал целостный облик животного.)
IV. Дифференциация и интеграция – эволюция сопровождается специализацией, за которой следует объединение.
V. Биогенетический закон – онтогенез повторяет филогенез.
Доказательства эволюции
I. Сравнительная анатомия:
1. Гомологичные органы имеют одинаковое:
а) происхождение,
б) строение,
в) местоположение; обычно выполняют одинаковые функции, но могут выполнять и различные.
2. Рудиментарные органы (потеряли приспособительное значение).
3. Атавизмы (случайные проявления признаков предков).
4. Переходные формы (содержат признаки более низких и более высоких групп).
5. Аналогичные органы не имеют одинаковых происхождения, строения, местоположения, но обязательно выполняют одинаковые функции.
П. Сравнительная эмбриология
1. Карл Бэр об эмбриогенезе позвоночных.
2. Биогенетический закон(Ч. Дарвин, Ф. Мюллер, Э. Геккель.
3. Современный вариант биогенетического закона (А.О. Ковалевский, А.Н. Северцов, И.И.Шмальгаузен) – в эмбриогенезе повторяются признаки зародышей предков.
II. Палеонтология.
1. Возраст (кто за кем).
2. Ископаемые остатки (окаменелости, отпечатки, останки).
3. Ископаемые переходные формы.
4. Филогенетические ряды (на примере эволюции конечностей лошади).
Антропология
I. Ч.Дарвин.
1. О проблеме происхождения человека.
2. Доказательства животного происхождения человека.
План строения:
а) хордовых,
б) позвоночных,
в) млекопитающих; содержит:
г) рудименты и атавизмы;
д) эмбриогенез;
е) черты сходства с обезьянами.
П. Происхождение человека:
1. Роль труда (социальные предпосылки)
2. Биологические предпосылки (прямохождение, рука, объем черепа).
II. Этапы антропогенеза:
1. Биологическая предыстория (про обезьян).
2. Принципы перехода (австралопитеки – питекантропы – неандертальцы – кроманьонцы).
3. Палеоантропология.
4. Происхождение человеческих рас.
Если вы освоили и запомнили предложенный план, то попробуйте сконструировать планы ответов на следующие вопросы:
Приспособительный характер эволюции.
Факторы эволюции.
Микроэволюция.
Многообразие организмов.
Эволюционная систематика.
Сравнение учений Ж.Б. Ламарка и Ч. Дарвина.
Доказательства эволюции.
Дарвиновское учение.
Доказательства животного происхождения человека.
Сравнение учений К. Линнея и Ж.Б. Ламарка.
(В следующем номере будут напечатаны ответы на эти вопросы.)
О.К. Румянцев,
доктор философских наук,
Институт культурологии, Москва
|