МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего профессионального образования
«Кемеровский государственный университет» (КемГУ)
Биологический факультет
Программа вступительных испытаний
для поступающих на обучение по программам подготовки
научно-педагогических кадров в аспирантуре
Направление подготовки
06.06.01 – Биологические науки
Направленность программы
03.02.01 – Ботаника
03.02.07 – Генетика
03.03.01 – Физиология
Квалификация (степень) выпускника
Исследователь. Преподаватель-исследователь
Форма обучения
очная, заочная
Кемерово, 2015
Цель вступительного экзамена – оценить уровень фундаментальной подготовки
поступающих в аспирантуру, их готовность к выполнению научно-исследовательской
деятельности.
Программа включает разделы, соответствующие федеральному государственному
образовательному стандарту, основана на содержании конкретных биологических
дисциплин в соответствии с направленностью будущей подготовки аспирантов.
Форма проведения вступительного экзамена: устная, по билетам. Билеты
содержат 3 вопроса по ботанике, генетике и физиологии человека.
Критерии оценки знаний на экзамене:
Оценка «5» на экзамене ставится при правильном, полном и логично построенном
ответе, умении оперировать специальными терминами, использовании в ответе
дополнительного материала.
Оценка «4» на экзамене ставится при правильном, полном и логично построенном
ответе, умении оперировать специальными терминами, использовании в ответе
дополнительного материала, но в ответе имеются негрубые ошибки или неточности,
делаются не вполне законченные выводы или обобщения.
Оценка «3» ставится при схематичном неполном ответе, неумении оперировать
специальными терминами или их незнании, ответе с одной грубой ошибкой.
Оценка «2» ставится при ответе на все вопросы билета с грубыми ошибками,
неумении оперировать специальной терминологией.
Направленность «Ботаника»
1. Цитолого-анатомические особенности высших растений
Общие закономерности строения и развития растений.
Клетка как основная единица тела растения. Особенности ее строения и
мультифункциональность. Оболочка и органоиды клетки, их строение и взаимосвязь.
Кариокинез и цитокинез.
Ткани. Мультифункциональность тканей. Принципы выделения и классификации
тканей.
Анатомическое строение побега и корня как отражение их функциональной
специфики и приспособления к основным экологическим факторам. Вторичный рост и
особенности анатомического строения осевых органов древесных растений.
Уровни морфологической организации растений. Возникновение побега и корня как
результат специализации участков вегетативного тела к выполнению основных
жизненных функций в атмосфере и почве.
Строение семян, зародышей и проростков семенных растений.
Побег, особенности его строения. Метамерность побега и побеговых систем. Типы
ветвления и нарастания побегов.
Лист. Энационные и кладодийные листья. Микро- и макрофиллия. Основные
направления эволюции листьев покрытосеменных.
Происхождение и эволюция корня. Его развитие в филогенезе и онтогенезе
растений. Первичное и вторичное строение корня. Типы корневых систем.
Морфофункциональная дифференциация в пределах корневой системы..
Жизненный цикл высших растений. Морфо-функциональные связи гаметофита и
спорофита. Морфологические особенности гаметангиев и гамет. Зигота и развитие
зародыша. Апогамия и партеногенез.
Строение и расположение спорангиев. Сорусы и синангии. Спорофиллы и стробилы.
Спорогенез и морфологические типы тетрад.
Семяпочка, или семязачаток, его строение, происхождение и расположение у голо- и
покрытосеменных. Развитие мужского и женского гаметофитов у голо- и
покрытосеменных. Развитие и биологическое значение семени. Морфология семян.
Цветок и его происхождение (фолиарная и теломная, псевдантовая и эвантовая
теории, теория антокорма и гамогетеротопии; их критический анализ). Общие
закономерности строения цветка. Диаграмма и формула цветка.
Околоцветник, его типы и функции.
Андроцей и его типы. Тычинки как микроспорофиллы. Строение и вскрывание
пыльника.
Плодолистик (карпель) как структурный элемент гинецея. Типы гинецея и
плацентации. Пестик, его строение и биологическое значение. Происхождение нижней
завязи.
Типы опыления. Приспособления, препятствующие самоопылению. Прорастание
пыльцы, рост пыльцевой трубки. Двойное оплодотворение и его биологическое значение.
Развитие зародыша и эндосперма.
Определение понятия «соцветие». Типы и принципы классификации соцветий.
Определение понятия «плод». Строение околоплодника. Морфогенетическая
классификация плодов. Способы распространения плодов и семян. Естественное
вегетативное размножение моховидных, папоротниковидных, голо- и покрытосеменных и
способы его осуществления. Типы вегетативных диаспор. Искусственное вегетативное
размножение культивируемых растений. Жизненные формы растений. Классификация
Раункиера и И.Г. Серебрякова.
2. Систематика растений
Роль систематики как синтетической науки. Диагностика и таксономия.
Таксономические категории и таксоны. Принципы построения систем: Systema и Method,
подход Адансона, нумерическая систематика, конгрегационный анализ Е.С. Смирнова,
кладизм (филогенетическая систематика). Искусственные (Чезальпино, Турнефор,
Линней), естественные (А. Жюссье, А.П. Декандолль и др.) и эволюционные (А. Браун, А.
Энглер, Р. Ветгштейн, Н.И. Кузнецов, А.Л. Тахтаджян, Р. Торн, Р. Дальгрен) системы.
Филогенетические связи отделов высших растений.
2.1. Архегониальные растения.
Характеризуя перечисленные далее в программе таксоны, экзаменуемый должен
перечислить основных представителей, дать их общую анатомо-морфологическую
характеристику, особенности размножения, филогенетические связи, практическое и
биоценотическое значение.
Отдел моховидные (Вгуорhуtа)
Особенности цикла развития. Морфологическое разнообразие гаметофигов и
спорофитов. Происхождение моховидных. (Классы Печеночники, Мхи)
Отдел Антоцеротовые (Anthoceratophyta)
Особенности строения и размножения.
Отдел Риниофитовые (Rhyniophyta)
Особенности внешнего и внутреннего строения вегетативного тела. Расположение и
строение спорангиев. Гаметофит риниообразных.
Отдел Плауновидные (L.усороdiophyta)
Микрофиллия. Строение стелы. Расположение спорангиев. Изо- и гетероспория.
Заростки, их строение и образ жизни. (Классы Зостерофилловые, Плауновые,
Селагинелловые, Полушниковые).
Отдел Хвощевидные (Equisetophyta)
Древнейшие и современные представители, их облик, внутреннее строение.
Спорангиофоры современных хвощей, строение спор. особенности строения и развития
заростков. (Классы Клинолистные, Каламитовые, Хвощовые).
Отдел Папоротниковидные (Pteridophyta)
Разнообразие жизненных форм, типы стел. Макрофиллия. Трофофиллы и
спорофиллы. Строение, расположение и особенности вскрывания спорангиев. Изо- и
гетероспория,
особенности
развития
и
строения
заростков.
Древнейшие
папоротниковидные (Кладоксилеевые, Зигоптериевые). Эвспорангиатные (Ужовниковые,
Мараттиевые, Псилотовые) и лептоспорангиатные (Многоножковые, Сальвиниевые и
Марсилеевые) папоротники.
Отдел Голосеменные, или Сосновые (Gymnospermae или Pinophyta)
Проголосеменные. Возникновение семязачатка и его строение у древнейших
голосеменных. Биологическое значение семени. Морфология и анатомия представителей
Семенных "папоротников" (Pteridospermopsida), Беннеттитовых и Кордаитовых.
Современные голосеменные. Жизненные формы, морфолого- анатомические
особенности. Расположение и строение микростробилов и женских шишек. Развитие
мужского гаметофита. Мегаспорогенез и развитие женского гаметофита. Основные
группы голосеменных (Саговниковые, Гинкговые, Хвойные). Класс Оболочкосеменные
(Gnetopsida). Строение вегетативных органов и стробилов. Специфика гаметофитов и
половых процессов.
2.2. Покрытосеменные, или цветковые растения .
Важнейшие таксоны Angiospermae или Magnoliophyta. Классы двудольные и
однодольные, их характеристика и вероятные родственные связи. Происхождение и
положение однодольных в разных системах цветковых растений.
Характеристика основных порядков цветковых растений
Класс Двудольные (Dicotyledonae).
Порядки: Magnoliales,
Ranunculales,
Nympheales,
Piperales,
Papaverales,
Caryophyllales, Тrochodendrales, Hamamelidales, Casuarinales, Urticales, Fabales , Betulales,
Salicales.
Класс Однодольные (Monocotyledonae).
Порядки: Alismatales, Potamogetonales, Liliales, Amaryllidales, Orchidales. Cyperales,
Commelinales, Poales, Arecales, Arales.
Примерный перечень вопросов к вступительному экзамену
(направленность «Ботаника»)
1.
Морфологическое и анатомическое строение корней, их функции.
2.
Уровни морфологической организации растений. Формирование систем
органов.
3.
Строение семян, зародышей и проростков семенных растений.
4.
Морфофункциональные особенности
строения
растительной клетки.
Строение и функции специфических структур.
5.
Строение листа в связи с его функциями.
6.
Особенности строения стебля.
7.
Происхождение и эволюция органов растений.
8.
Разнообразие побегов и корней.
9.
Определение и классификация жизненных форм растений.
10.
Характеристика жизненного цикла высших растений. Эволюция жизненных
циклов.
11.
Строение цветка. Диаграмма и формула цветка.
12.
Андроцей, строение и функции пыльника. Типы опыления.
13.
Гинецей, его строение, биологическое значение.
14.
Определение, строение и классификация соцветий.
15.
Строение и классификация плодов. Способы распространение плодов и
семян.
16.
Естественной вегетативное размножение и способы его осуществления.
17.
Искусственное вегетативное размножение и способы его осуществления.
18.
Систематика растений: определение, задачи и значение в биологии. Особая
роль систематики как синтетической науки.
19. Диагностика и таксономия. Таксономические категории и таксоны.
20.
Принципы построения систем: Systema и Method, подход Адансона,
нумерическая систематика, конгрегационный анализ Е.С. Смирнова, кладизм
(филогенетическая систематика).
21.
Искусственные (Чезальпино, Турнефор, Линней), естественные (А. Жюссье,
А.П. Декандолль и др.) и эволюционные (А. Браун, А. Энглер, Р. Ветгштейн, Н.И.
Кузнецов, А.Л. Тахтаджян, Р. Торн, Р. Дальгрен) системы.
22. Источники эволюционно-систематической информации.
23.
Архегониальные и цветковые, споровые и семенные растения. Гипотезы
происхождения спорангиев и гаметангиев. Филогенетические связи отделов высших
растений.
24. Понятие о флоре и растительности. Локальная и конкретная флора.
25.
Дать общую анатомо-морфологическую характеристику, особенности
размножения, филогенетические связи, практическое и биоценотическое значение
представителей отдела Риниофитовые (Rhyniophyta).
26.
Дать общую анатомо-морфологическую характеристику, особенности
размножения, филогенетические связи, практическое и биоценотическое значение
представителей порядка Asterales.
27.
Дать общую анатомо-морфологическую характеристику, особенности
размножения, филогенетические связи, практическое и биоценотическое значение
представителей отдела Антоцеротовые (Anthoceratophyta)
28.
Дать общую анатомо-морфологическую характеристику, особенности
размножения, филогенетические связи, практическое и биоценотическое значение
представителей отдела Плауновидные (Lусороdiophyta).
29.
Дать общую анатомо-морфологическую характеристику, особенности
размножения, филогенетические связи, практическое и биоценотическое значение
представителей отдела Голосеменные, или Сосновые (Gymnospermae или Pinophyta).
30.
Дать общую анатомо-морфологическую характеристику, особенности
размножения, филогенетические связи, практическое и биоценотическое значение
представителей отдела Хвощевидные (Equisetophyta). Древнейшие и современные
представители, их облик, внутреннее строение.
31.
Дать общую анатомо-морфологическую характеристику, особенности
размножения, филогенетические связи, практическое и биоценотическое значение
порядка Primulales.
32.
Дать общую анатомо-морфологическую характеристику представителей,
особенности размножения, филогенетические связи, практическое и биоценотическое
значение порядка Poales.
33.
Дать общую анатомо-морфологическую характеристику, особенности
размножения, филогенетические связи, практическое и биоценотическое значение
представителей порядка Liliales.
34.
Дать общую анатомо-морфологическую характеристику, особенности
размножения, филогенетические связи, практическое и биоценотическое значение
представителей порядка Orchidales.
35.
Дать общую анатомо-морфологическую характеристику, особенности
размножения, филогенетические связи, практическое и биоценотическое значение
представителей порядка Urticales.
36.
Дать общую анатомо-морфологическую характеристику, особенности
размножения, филогенетические связи, практическое и биоценотическое значение
представителей порядка Fabales.
Список литературы
Основная литература:
1. Барсукова Т. Н. Малый практикум по ботанике. Водоросли и грибы. – М, Academia,
2005.
2. Еленевский А. Г., М. П. Соловьева, В. Н. Тихомиров. Систематика высших, или
наземных растений. М., Академия, 2006.
3. .Серебрякова, Т.И. Ботаника с основами фитоценологии: Анатомия и морфология
растений / Т.И. Серебрякова, Н.С. Воронин. – М.: Академкнига, 2006. – 286 с.
4. Серебрякова Т.И., Воронин Н.С. и др. Ботаника с основами фитоценологии: Анатомия
и морфология растений. М.,2006.
Дополнительная литература:
1. Терехина Т. А. Высшие растения: учебное пособие. – Барнаул:Изд-во Алт. Ун-та,
2007. Александров В. Г. Анатомия растений. М., 1996.
2. Васильев А.Е. и др. Анатомия и морфология. М., Высшая школа, 1988.
3. Еленевский, А. Г., Соловьева, М. П., Тихомиров, В.Н. Ботаника высших или наземных
растений. – М.: Academiа, 2001
Направленность «Генетика»
Предмет генетики. Понятие: ген, генотип, фенотип, мутации. Роль отечественных
ученых в развитии генетики и селекции (Н.И. Вавилов, А.С. Серебровский, Н.К. Кольцов,
Ю.А. Филипченко, С.С. Четвериков и др.). Значение генетики для решения задач
селекции, медицины, биотехнологии, экологии.
Материальные основы наследственности
Понятие о генетической информации. Доказательства роли ядра и хромосом в
явлениях наследственности. Локализация генов в хромосомах. Роль цитоплазматических
факторов в передаче наследственной информации.
Деление клетки и воспроизведение. Митотический цикл и фазы митоза. Мейоз и
образование гамет. Конъюгация хромосом. Редукция числа хромосом. Генетическая роль
митоза и мейоза. Кариотип. Парность хромосом в соматических клетках. Гомологичные
хромосомы. Специфичность морфологии и числа хромосом.
Молекулярные основы наследственности. Истоки биохимической генетики.
Концепция «один ген – один полипептид». Белок как элементарный признак.
Доказательства генетической роли нуклеиновых кислот (трансформация у бактерий,
опыты с вирусами). Структура ДНК и РНК. Модель ДНК Уотсона и Крика. Функции
нуклеиновых кислот в реализации генетической информации: репликация, транскрипция
и трансляция. Методологическое значение принципа передачи генетической информации.
Свойства генетического кода. Доказательства триплетности кода. Расшифровка кодонов.
Вырожденность кода. Терминирующие кодоны. Понятие о генетической супрессии.
Универсальность кода.
Строение
хромосом:
хроматида,
хромомеры,
эухроматические
и
гетерохроматические районы хромосом. Изменения в организации морфологии хромосом
в ходе митоза и мейоза. Репликация хромосом. Политения. Онтогенетическая
изменчивость хромосом. Молекулярная организация хромосом прокариот и эукариот.
Компоненты хроматина: ДНК, РНК, гистоны, другие белки. Уровни упаковки хроматина,
нуклеосомы.
Генетический анализ
Основные закономерности наследования. Цели и принципы генетического анализа.
Методы: гибридологический, мутационный, цитогенетический, генеалогический,
популяционный, близнецовый, биохимический.
Основы гибридологического метода: выбор объекта, отбор материала для
скрещиваний, анализ признаков, применение статистического метода. Разрешающая
способность гибридологического метода. Генетическая символика.
Моногибридные и полигибридные скрещивания.
Закономерности наследования при моногибридном скрещивании, открытые Г.
Менделем: единообразие гибридов первого поколения, расщепление во втором
поколении. Представление Г. Менделя о дискретной наследственности (факториальная
гипотеза).
Представление об аллелях и их взаимодействиях: полное и неполное
доминирование, кодоминирование. Закон "чистоты гамет". Гомозиготность и
гетерозиготность. Анализирующее скрещивание, анализ типов и соотношения гамет у
гибридов. Расщепление по фенотипу и генотипу во втором поколении и анализирующем
скрещивании при моногенном контроле признака и разных типах аллельных
взаимодействий (3:1, 1:2, 1:1).
Относительный характер доминирования. Возможные биохимические механизмы
доминирования.
Закономерности наследования в ди- и полигибридных скрещиваниях при
моногенном контроле каждого признака: единообразие первого поколения и расщепление
во втором поколении. Закон независимого наследования генов. Статистический характер
расщеплений. Общая формула расщеплений при независимом наследовании. Значение
мейоза в осуществлении законов «чистоты гамет» и независимого наследования. Условия
осуществления «менделеевских» расщеплений.
Отклонения от менделевских расщеплений при ди- и полигенном контроле
признаков. Неаллельные взаимодействия: комплементарность, эпистаз, полимерия.
Биохимические основы неаллельных взаимодействий.
Особенности наследования количественных признаков (полигенное наследование).
Использование статистических методов при изучении количественных признаков.
Представление о генотипе как сложной системе аллельных и неаллельных
взаимодействий генов. Плейотропное действие генов. Пенентрантность и
экспрессивность.
Хромосомное определение пола и наследование признаков, сцепленных с
полом.
Половые хромосомы, гомо- и гетерогаметный пол; типы хромосомного определения
пола. Наследование признаков, сцепленных с полом. Значение реципрокных скрещиваний
для изучения сцепленных с полом признаков. Наследование при нерасхождении половых
хромосом. Балансовая теория определения пола. Гинандроморфизм.
Сцепленное наследование и кроссииговер.
Значение работ школы Т. Моргана в изучении сцепленного наследования признаков.
Особенности наследования при сцеплении. Группы сцепления.
Кроссинговер. Доказательства происхождения кроссинговера в мейозе и митозе на
стадии четырех нитей. Значение анализирующего скрещивания и тетрадного анализа при
изучении кроссинговера. Цитологические доказательства кроссинговера.
Множественные перекресты. Интерференция. Линейное расположение генов в
хромосомах. Основные положения хромосомной теории наследственности по Т. Моргану.
Генетические карты, принцип их построения у эукариот. Использование данных
цитогенетического анализа для локализации генов. Цитологические карты хромосом.
Митотический кроссинговер и его использование для картирования хромосом.
Построение физических карт хромосом с помощью методов молекулярной биологии.
Генетический анализ у прокариот.
Особенности микроорганизмов как объекта генетических исследований.
Организация генетического аппарата у бактерий. Представление о плазмидах, эписомах и
мигрирующих
генетических
элементах
(инсерционные
последовательности,
транспозоны).
Методы, применяемые в генетическом анализе у бактерий и бактериофагов:
клональный анализ, метод селективных сред, метод отпечатков и др. Особенности
процессов, ведущих к рекомбинации у прокариот. Конъюгация у бактерий: половой
фактор кишечной палочки. Методы генетического картирования при конъюгации.
Кольцевая карта хромосом прокариот. Генетическая рекомбинация при трансформации.
Трансдукция у бактерий. Общая и специфическая трансдукция. Использование
трансформации и трансдукции для картирования генов.
Внеядерное наследование
Закономерности нехромосомного наследования, отличие от хромосомного
наследования. Методы изучения: реципрокные, возвратные и поглощающие скрещивания,
метод трансплантации, биохимические методы.
Материнский эффект цитоплазмы. Наследование завитка у моллюсков. Пластидная
наследственность. Наследование пестролистности у растений. Наследование
устойчивости к антибиотикам у хламидомонады. Митохондриальная наследственность.
Наследование дыхательной недостаточности у дрожжей.
Взаимодействие ядерных и внеядерных генов. Цитоплазматическая мужская
стерильность у растений.
Инфекционные факторы внеядерной наследственности. Наследование каппа- частиц
у парамеций при разных способах размножения (при нормальной и продленной
конъюгации, при аутогамии). Наследование сигма- фактора у дрозофилы.
Плазмидное наследование. Свойства плазмид: трансмиссивность, несовместимость,
детерминирование признаков устойчивости к антибиотикам и другим лекарственным
препаратам, образование колицинов и др. Использование плазмид в генетических
исследованиях.
Значение изучения нехромосомного наследования в понимании проблем эволюции
клеток высших организмов, происхождения клеточных органелл (пластид и
митохондрий). Эндосимбиоз.
Генетическая изменчивость
Понятие о наследственной и ненаследственной (модификационной) изменчивости.
Формирование признаков как результат взаимодействия генотипа и факторов среды.
Норма реакции генотипа. Адаптивный характер модификаций. Комбинативная
изменчивость, механизм ее возникновения, роль в эволюции и селекции.
Геномные изменения: полиплоидия, анеуплоидия. Автополиплоиды, особенности
мейоза и характер наследования. Аллополиплоиды. Амфидиплоидия как механизм
возникновения плодовитых аллополиплоидов. Роль полиплоидии в эволюции и селекции.
Анеуплоидия: нуллисомики, моносомики, полисомики, их использование в генетическом
анализе. Особенности мейоза и образования гамет у анеуплоидов, их жизнеспособность и
плодовитость.
Хромосомные перестройки. Внутри- и межхромосомные перестройки: делеции,
дупликации, инверсии, транслокации, транспозиции. Механизмы их возникновения,
использование в генетическом анализе для локализации отдельных генов и составления
генетических карт. Особенности мейоза при различных типах перестроек.
Классификация генных мутаций. Представление о прямых и обратных,
генеративных и соматических, адаптивных и нейтральных, летальных и условно
летальных, ядерных и неядерных, спонтанных и индуцированных мутациях. Общая
характеристика молекулярной природы возникновения генных мутаций: замена
оснований; выпадение или вставка оснований (нонсенс, миссенс и фрэймшифт типа). Роль
мобильных генетических элементов в возникновении генных мутаций и хромосомных
перестроек.
Спонтанный и индуцированный мутационный процесс. Количественная оценка
частот возникновения мутаций. Многоэтапность и генетический контроль мутационного
процесса. Радиационный мутагенез: генетические эффекты ионизирующего излучения и
УФ- лучей. Закономерности «доза – эффект». Химический мутагенез. Особенности
мутагенного действия химических агентов. Факторы, модифицирующие мутационный
процесс. Антимутагены. Мутагены окружающей среды и методы их тестирования.
Теория гена. Структура генома
Представление школы Моргана о строении и функции гена. Функциональный и
рекомбинационный критерии аллелизма. Множественный аллелизм. Мутационная и
рекомбинационная делимость гена. Работы школы Серебровского по ступенчатому
аллелизму. Псевдоаллелизм. Функциональный тест на аллелизм (цис-транс-тест).
Исследование тонкой структуры гена на примере фага Т4 (Бензер). Сопоставление
физических и генетических размеров единиц карты для установления размеров гена и
минимальной единицы мутирования и рекомбинации. Ген как единица функции
(цистрон). Явление межаллельной комплементации, относительность критериев
аллелизма. Молекулярно генетические подходы в исследовании тонкого строения генов.
Перекрывание генов в одном участке ДНК. Интрон-экзонная организация генов эукариот,
сплайсинг. Структурная организация генома эукариот. Классификация повторяющихся
элементов генома. Семейства генов. Псевдогены. Регуляторные элементы генома.
Молекулярно-генетические методы картирования генома. Проблемы происхождения и
молекулярной эволюции генов. Понятие о структурной, функциональной и эволюционной
геномике.
Молекулярные механизмы генетических процессов
Преемственность проблем «классической» и молекулярной генетики. Мутационные
модели.
Генетический
контроль
и
молекулярные
механизмы
репликации.
Полуконсервативный способ репликации ДНК. Полигенный контроль процесса
репликации. Схема событий в вилке репликации. Понятие о репликоне. Особенности
организации и репликации хромосом эукариот. Системы рестрикции и модификации.
Рестрикционные эндонуклеазы.
Проблемы стабильности генетического материала. Типы структурных повреждений
в ДНК и репарационные процессы. Генетический контроль и механизмы эксцизионной и
пострепликативной репарации, репарация неспаренных оснований, репаративный синтез
ДНК. Роль репарационных систем в обеспечении генетических процессов. Нарушения в
процессах репарации как причина наследственных молекулярных болезней.
Рекомбинация: гомологический кроссинговер, сайт-специфическая рекомбинация,
транспозиции. Доказательство механизма общей рекомбинации по схеме «разрыв –
воссоединение». Молекулярная модель рекомбинации по Холлидею. Генная конверсия.
Сайт- специфическая рекомбинация: схема интеграции и исключения ДНК фага l .
Генетический контроль и механизмы процессов транспозиции.
Генетический контроль мутационного процесса. Связь мутабильности с функциями
аппарата репликации. Механизмы спонтанного мутагенеза; гены мутаторы и
антимутаторы. Механизмы действия аналогов оснований, азотистой кислоты,
акридиновых красителей, алкилирующих агентов. Понятие о мутагенных индуцибельных
путях репарации; УФ-мутагенез. Мутагенез, опосредованный через процессы
рекомбинации. Механизмы автономной нестабильности генома, роль мобильных
генетических элементов.
Молекулярные механизмы регуляции действия генов. Регуляция транскрипции на
уровне промотора, функций РНК- полимеразы. Принципы негативного и позитивного
контроля. Системная регуляция; роль циклической АМФ и гуанозинтрифосфата.
Оперонные системы регуляции (теория Жакоба и Моно). Генетический анализ лактозного
оперона. Регуляция транскрипции на уровне терминации на примере триптофанового
оперона.
Принципы регуляции действия генов у эукариот. Транскрипционно активный
хроматин. Регуляторная роль гистонов, негистоновых белков, гормонов. Особенности
организации промоторной области у эукариот. Посттранскрипционный уровень регуляции
синтеза белков. Роль мигрирующих генетических элементов в регуляции генного
действия.
Генетика развития.
Онтогенз как реализация наследственно детерминированной программы развития.
Стабильность генома и дифференциальная активность генов в ходе индивидуального
развития. Первичная дифференцировка цитоплазмы, действие генов в раннем
эмбриогенезе, амплификация генов. Роль гомейозисных генов в онтогенезе. Опыты по
трансплантации ядер. Методы клонирования генетически идентичных организмов.
Тканеспецифическая активность генов. Функциональные изменения хромосом в
онтогенезе (пуффы, «ламповые щетки»); роль гормонов, эмбриональных индукторов.
Факторы, определяющие становление признаков в онтогенезе: плейотропное
действие генов, взаимодействие генов и клеток, детерминация. Компенсация дозы генов.
Взаимоотношения клеток в морфогенезе.
Генетика соматических клеток. Гетерокарионы. Применение метода соматической
гибридизации для изучения процессов дифференцировки и для генетического
картирования. Химерные (аллофенные) животные. Совместимость и несовместимость
тканей. Генетика иммунитета. Онкогены, онкобелки. Генетический контроль
дифференцировки пола. Роль генов Y-хромосомы в определении мужского пола у
млекопитающих. Мутации, переопределяющие пол в ходе онтогенеза. Гормональное
переопределение пола.
Основы генетической инженерии.
Задачи и методология генетической инженерии. Методы выделения и синтеза генов.
Понятие о векторах. Векторы на основе плазмид и ДНК фагов. Геномные библиотеки.
Способы получения рекомбинантных молекул ДНК, методы клонирования генов.
Проблема экспрессии гетерологических генов. Получение с помощью генетической
инженерии трансгенных организмов.
Векторы эукариот. Дрожжи как объекты генетической инженерии. Основы
генетической инженерии растений и животных: трансформация клеток высших
организмов, введение генов в зародышевые и соматические клетки животных. Проблемы
генотерапии. Значение генетической инженерии для решения задач биотехнологии,
сельского хозяйства, медицины и различных отраслей народного хозяйства.
Использование методов генетической инженерии для изучения фундаментальных
проблем генетики и других биологических наук. Социальные аспекты генетической
инженерии.
Популяционная и эволюционная генетика.
Понятие о виде и популяции. Популяция как естественно - историческая структура.
Понятие о частотах генов и генотипов. Математические модели в популяционной
генетике. Закон Харди- Вайнберга, возможности его применения. С.С. Четвериков основоположник экспериментальной популяционной генетики.
Генетическая гетерогенность популяций. Методы изучения природных популяций.
Факторы динамики генетического состава популяции (дрейф генов), мутационный
процесс, межпопуляционные миграции, действие отбора. Взаимодействие факторов
динамики генетической структуры в природных популяциях. Понятие о
внутрипопуляционном генетическом полиморфизме и генетическом грузе. Естественный
отбор как направляющий фактор эволюции популяций. Понятие о приспособленности и
коэффициенте отбора. Формы отбора: движущий, стабилизирующий, дизруптивный. Роль
генетических факторов в эволюции.
Молекулярно-генетические основы эволюции. Задачи геносистематики. Значение
генетики популяций для медицинской генетики, селекции, решения проблем сохранения
генофонда и биологического разнообразия.
Генетические основы селекции.
Предмет и методология селекции. Генетика как теоретическая основа селекции.
Учение об исходном материале. Центры происхождения культурных растений по Н.И.
Вавилову. Понятие о породе, сорте, штамме. Сохранение генофонда ценных культурных и
диких форм растений и животных.
Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости (Н.И. Вавилов).
Значение наследственной изменчивости организмов для селекционного процесса и
эволюции.
Роль частной генетики отдельных видов организмов в селекции. Использование
индуцированных мутаций и комбинативной изменчивости в селекции растений, животных
и микроорганизмов. Роль полиплоидии в повышении продуктивности растений.
Системы скрещиваний в селекции растений и животных. Аутбридинг. Инбридинг.
Коэффициент инбридинга - показатель степени гомозиготности организмов. Линейная
селекция. Отдаленная гибридизация. Особенности межвидовой и межродовой
гибридизации; скрещиваемость, фертильность и особенности расщепления у гибридов.
Пути преодоления нескрещиваемости.
Явление гетерозиса и его генетические механизмы. Использование простых и
двойных межлинейных гибридов в растениеводстве и животноводстве. Производство
гибридных семян на основе цитоплазматической мужской стерильности. Коэффициенты
наследуемости и повторяемости и их использование в селекционном процессе. Методы
отбора: индивидуальный и массовый отбор. Отбор по фенотипу и генотипу (оценка по
родословной и качеству потомства). Сибселекция. Влияние условий внешней среды на
эффективность отбора. Перспективы методов генетической и клеточной инженерии в
селекции и биотехнологии.
Генетика человека.
Особенности человека как объекта генетических исследований. Методы изучения
генетики человека: генеалогический, близнецовый, цитогенетический, биохимический,
онтогенетический, популяционный. Использование метода гибридизации соматических
клеток для генетического картирования. Изучение структуры и активности генома
человека с помощью методов молекулярной генетики. Программа «Геном человека».
Проблемы геногеографии.
Проблемы медицинской генетики. Врожденные и наследственные болезни, их
распространение в человеческих популяциях. Хромосомные и генные болезни. Болезни с
наследственной предрасположенностью. Скрининг генных дефектов. Использование
биохимических методов для выявления гетерозиготных носителей и диагностики
наследственных заболеваний. Причины возникновения наследственных и врожденных
заболеваний. Генетическая опасность радиации и химических веществ. Генотоксикология.
Перспективы лечения наследственных болезней. Задачи медико-генетических
консультаций.Роль генетических и социальных факторов в эволюции человека.
Примерный перечень вопросов к вступительному экзамену
(направленность «Генетика»)
1. Предмет, методы и задачи генетики.
2. Моногибридное скрещивание и выявленные на его основе законы.
3. Анализирующее скрещивание. Гипотеза чистоты гамет и ее цитологичес-
кое подтверждение.
4. Менделирующие признаки у человека.
5 Внутриаллельные взаимодействия генов (типы, примеры )
6.Типы хромосомного определения пола.
7.Сцепленное с полом наследование (на примере дрозофилы)
8.Сцепленное с полом наследование при нерасхождении половых хромосом
Явление гинандроморфизма.
9. Сцепленное с полом наследование у человека.
10. Генетическое доказательство кроссинговера ( опыт Моргана)
11. Цитологическое доказательство кроссинговера (опыт Штерна)
12.Типы биологической изменчивости. Модификационная изменчивость.
13.Мутационная изменчивость. Мутационная теория Де-Фриза. Развитие
представлений о мутациях.
14. Типы классификаций мутаций.
15. Спонтанный и индуцированный мутационный процесс. Количественная оценка частот
возникновения мутаций.
16.Типы, молекулярные механизмы и причины точковых мутаций .
17.Геномные мутации (полиплодия, гаплодия).
18.Методы учета мутаций у дрозофилы (Метод сбалансированных леталей).
19.Цитоплазматическая наследственность (критерии, примеры).
20.Основы популяционной генетики (определение, цели, задачи, понятия)
21.Закон Харди-Вайнберга и его значение.
22.Генетический полиморфизм популяций.
23. Генетика человека (определение, принципы, задачи, методы)
24. Генеалогический и популяционно-статистический методы в генетике человека.
25.Близнецовый и цитогенетический методы в генетике человека.
26. Медицинская генетика: классификация и характеристика моногенных заболеваний.
27. Соотношение генетических и средовых факторов в патологии человека.
Мультифакториальные заболевания.
28. Врожденная и наследственная патология. Тератогены. Фенокопии.
29. Классификация и характеристика хромосомных болезней.
30. Медико-генетическое консультирование. Пренатальная диагностика наследственных
заболеваний.
31. Генетическая опасность загрязнения окружающей среды. Генетическая
токсикология.
32 .Генетические основы селекции (определение, цели, задачи, методы)
33. .Типы скрещиваний и отбора, генетические эффекты, используемые в селекции.
34.Значение полиплодии в селекции растений.
35. Понятие о наследственной и ненаследственной (модификационной) изменчивости.
Формирование признаков как результат взаимодействия генотипа и факторов среды.
Норма реакции. Адаптивный характер модификаций.
36. Основные закономерности наследования. Цели и принципы генетического анализа.
Генеалогический, популяционный и близнецовый методы.
Список литературы
а) основная литература:
1. Инге-Вечтомов С.Г. Генетика с основами селекции. Из-во Н-Л. Санкт-Петербург. 2010.
2. Алтухов Ю.П. Генетические процессы в популяциях / Ю.П. Алтухов. – М.: Наука,
2004. – 327 с.
3. Жимулев И.Ф. Общая и молекулярная генетика / И.Ф. Жимулев. – Новосибирск: Сиб.
унив. изд-во, 2006. – 458 с.
4. Жученко А.А. Генетика / А.А. Жученко, Ю.Л. Гужов, В.А. Пухальский. – М.: Колос,
2004. – 480 с.
5. Бочков Н.П., Пузырев В.П., Смирнихина С.А. Генетика человека. Из-во «ГЭОТАРМедиа». М. 2011.
6. Петухов В.Л. Генетика. Учебник. / В.Л. Петухов, О.С. Короткевич, С.Ж. Стамбеков,
А.И. Жигачев. – Новосибирск: СемГПИ, 2007. – 616 с.
7. Щелкунов С.Н. Генетическая инженерия: Учеб. пособие / С.Н. Щелкунов. – 2-е изд.,
испр. и доп. – Новосибирск: Сиб. унив. изд-во, 2004. – 496
8. Ульянова М.В., Дружинин В.Г. Малый практикум по общей генетике (сборник задач) Уч.метод. пособие для студентов биол. ф-та. – Кемерово, КемГУ, 2008. 84 с.
б) дополнительная литература:
1. Дружинин В.Г. Генетика с основами селекции. Электронный учебно-методический
комплекс. – Кемерово. – 2009.
2. Айала Ф., Кайгер Дж. Современная генетика. – М., 1988. – Т. 1-3.
3. Албертс Б., Брей Д., Льюис Дж., Рэфф М., Робертс К., Уотсон Дж. Молекулярная
биология клетки. – М., 1994. – Т. 1-3.
4. Бочков Н.П., Чеботарев А.Н. Наследственность человека и мутагены внешней среды. –
М., 1989.
5. Захаров А.Ф., Бенюш В.А., Кулешов Н.П., Барановская Л.И. Хромосомы человека:
Атлас. – М., 1982.
6. Дружинин В.Г. Курс лекций по генетике. 2007. (электронный вариант в свободном
доступе: http://www.gen.grafecko.com/)
7. Медицинская генетика. (п/р Н.П. Бочкова), М., Мастерство, 2001.
Направленность «Физиология»
Предмет и задачи физиологии. Понятие физиологической функции. Методы
исследования в физиологии.
Физиология возбудимых систем. Понятие о возбудимых тканях. Потенциал покоя
(ПП). Порог и возбудимость. Закон “все или ничего”. Абсолютная и относительная
рефрактерность. Временной ход ПД. Ионные каналы и возбуждение. Структура ионных
каналов. Распространение ПД. Механизм проведения возбуждения в нервном волокне.
Межклеточная передача возбуждения. Химические и электрические синапсы. Строение
химического синапса. Особенности проведения возбуждения через нервно-мышечный
синапс. Строение поперечно-полосатой мышцы. Молекулярные механизмы сокращения.
Мышечная работа. Гладкая мышца. Электрические свойства.
Внутренняя среда организма. Понятие внутренней среды организма.
Классификация жидких сред. Основные механизмы поддержания постоянства внутренней
среды организма. Понятие о гомеостазе. Понятие о системе крови. Основные функции
крови. Объем и состав крови. Физико-химические свойства крови: плотность,
осмотическое и онкотическое давление, буферные системы крови. Плазма крови. Белки
плазмы крови и их функциональное значение. Форменные элементы крови, особенности
строения, функции. Группы крови. Резус-фактор.
Иммунитет: неспецифические и специфические механизмы. Клеточный и гуморальный
иммунитет. Лимфа. Функции лимфы, направленные на поддержание гомеостаза.
Сердечно-сосудистая система. Строение сердца. Миокард. Свойства миокарда.
Автоматия сердца. Проводящая система сердца. Потенциалы действия в проводящей
системе и рабочем миокарде. Цикл работы сердца. Регуляция деятельности сердца.
Кровообращение. Лимфообращение. Законы геодинамики.
Дыхание. Внешнее и внутреннее дыхание. Механизм вдоха и выдоха. Дыхательные
объемы. Обмен газов между альвеолярным воздухом и кровью. Транспорт газов кровью.
Гемоглобин, его свойства. Обмен газов в тканях. Регуляция дыхания. Дыхательный центр.
Гуморальная и рефлекторная регуляция дыхания. Регуляция дыхательного цикла.
Пищеварение. Строение стенки пищеварительной трубки. Двигательная функция
пищеварительной системы. Основные типы движения пищеварительной трубки.
Регуляция моторики пищеварительной трубки. Секреторная функция пищеварительной
системы. Слюнные железы. Состав и ферментативное действие слюны. Пищеварение в
желудке. Состав и ферментативное действие желудочного сока. Регуляция желудочной
секреции. Поджелудочная железа. Пищеварение в тонком кишечнике. Кишечный сок.
Печень как железа пищеварительной системы. Желчь. Регуляция выделения желчи.
Изменение кишечного содержимого в толстом кишечнике. Дефекация.
Процесс переваривания пищи в пищеварительном тракте. Всасывание воды, солей,
продуктов расщепления белков, углеводов, жиров.
Обмен веществ и энергии. Водно-солевой обмен, его регуляция. Обмен белков,
жиров, углеводов. Энергетический обмен. Энергетические траты организма, методы
определения. Энергетические траты при различных состояниях. Основной обмен.
Терморегуляция в организме. Теплопродукция и теплоотдача.
Выделение. Выделительные органы, значение выделения. Почка, строение
нефрона. Образование мочи. Фильтрация, секреция, реабсорбция. Функция мочевого
пузыря, механизм мочеиспускания. Регуляторная функция почек.
Эндокринная система. Важнейшие железы внутренней секреции. Гормоны, их
химическая природа и основные свойства. Физиологическая роль гормонов.
Нейросекреторные клетки гипоталамуса. Гипофиз. Надпочечники и стресс. Половые
железы. Семенники. Андрогены, их функция. Яичники. Эстрогены и прогестерон.
Половой цикл.
Щитовидная железа. Йодсодержащие гормоны и кальцитонин. Нарушения
функций щитовидной железы. Поджелудочная железа. Инсулин и глюкагон. Сахарный
диабет. Регуляция секреции гормонов поджелудочной железы.
Физиология нервной системы. Понятие о соматических и вегетативных
функциях. Регулирование функций в организме. Нервные и гуморальные механизмы
регуляции. Рефлекторный принцип регуляции функций. Строение рефлекторной дуги.
Моно- и полисинаптические рефлексы. Соматические и вегетативные рефлексы.
Вегетативная
нервная
система.
Анатомическое
устройство.
Преи
постганглионарные нейроны; медиаторы. Эффекты вегетативных нервов на
иннервируемые ими внутренние органы.
Взаимодействие процессов возбуждения и торможения в центральной нервной
системе (ЦНС). ЦНС: еѐ особенности и функции.
Нервная система: эффекторная функция. Большое полушарие головного мозга,
кора головного мозга. ЦНС: ствол мозга, средний мозг, мозжечок. Таламус. Большое
полушарие головного мозга. Кора больших полушарий.
Физиология высшей нервной деятельности. Физиология высшей нервной
деятельности.
Врожденное
поведение.
Безусловные
рефлексы.
Инстинкты:
классификация. Приобретенное поведение. Обучение: категории и формы. Импритинг.
Условные рефлексы. Классификация условных рефлексов. Формы условных рефлексов.
Нейрофизиологические механизмы условных рефлексов. Торможение условных
рефлексов. Принцип доминанты. Динамический стереотип: формирование, значение.
Теория функциональных систем П.К.Анохина.
Потребности и мотивации. Биологические мотивации. Общие свойства различных
видов мотивации.
Сон как форма адаптивного поведения. Фазы сна. Электрофизиологические
корреляты различных стадий сна. Теории сна.
Эмоции. Функции эмоций. Физиологическое выражение эмоций. Память. Виды и
формы памяти. Физиологические механизмы памяти.
Интегративная деятельность головного мозга. Полушария головного мозга.
Нейронная организация коры. Электрические потенциалы головного мозга.
Учение И.П.Павлова о сигнальных системах. Индивидуальные особенности высшей
нервной деятельности. Особенности психофизиологии. Интегративная деятельность
головного мозга человека.
Примерный перечень вопросов к вступительному экзамену
(направленность «Физиология»)
1. Понятие физиологической функции. Методы исследования в физиологии.
2. Химические и электрические синапсы. Строение химического синапса.
Особенности проведения возбуждения через нервно-мышечный синапс.
3. Классификация жидких сред. Основные механизмы поддержания постоянства
внутренней среды организма. Понятие о гомеостазе.
4. Плазма крови. Белки плазмы крови и их функциональное значение.
5. Строение сердца. Миокард. Свойства миокарда.
6. Внешнее и внутреннее дыхание. Механизм вдоха и выдоха.
7. Основные типы движения пищеварительной трубки. Регуляция моторики
пищеварительной трубки.
8. Печень как железа пищеварительной системы. Желчь. Регуляция выделения желчи.
9. Процесс переваривания пищи в пищеварительном тракте. Всасывание воды, солей,
продуктов расщепления белков, углеводов, жиров.
10. Терморегуляция в организме. Теплопродукция и теплоотдача.
11. Водно-солевой обмен, его регуляция.
12. Функция мочевого пузыря, механизм мочеиспускания.
13. Понятие о соматических и вегетативных функциях.
14. . Гормоны, их химическая природа и основные свойства. Физиологическая роль
гормонов.
15. Половые железы. Семенники. Андрогены, их функция.
16. Щитовидная железа. Нарушения функций щитовидной железы.
17. Поджелудочная железа. Инсулин и глюкагон. Сахарный диабет.
18. Понятие о соматических и вегетативных функциях.
19. Нервные и гуморальные механизмы регуляции.
20. Рефлекторный принцип регуляции функций. Строение рефлекторной дуги.
21. Вегетативная нервная система. Анатомическое устройство.
22. Взаимодействие процессов возбуждения и торможения в центральной нервной
системе (ЦНС).
23. ЦНС: еѐ особенности и функции.
24. Большое полушарие головного мозга, кора головного мозга.
25. ЦНС: ствол мозга, средний мозг, мозжечок.
26. Врожденное поведение. Безусловные рефлексы. Инстинкты: классификация.
27. Приобретенное поведение. Обучение: категории и формы. Условные рефлексы.
28. Формы условных рефлексов. Нейрофизиологические механизмы условных
рефлексов.
29. Принцип доминанты. Динамический стереотип: формирование, значение.
30. Потребности и мотивации. Биологические мотивации.
31. Сон как форма адаптивного поведения. Фазы сна.
32. Эмоции. Функции эмоций. Физиологическое выражение эмоций.
33. Память. Виды и формы памяти. Физиологические механизмы памяти.
34. Интегративная деятельность головного мозга.
35. Учение И.П.Павлова о сигнальных системах.
36. Физиология высшей нервной деятельности.
Список литературы
Основная литература:
1. Кузнецов, В. В. Физиология растений: Учебник / В. В. Кузнецов, Г.А. Дмитриева. –
М.: Атрис, 2011. – 436 с.
2. Основы физиологии человека: учебник / Под ред. Н. А. Агаджаняна.- М.:
Российский университет дружбы народов, 2009.- Т. 1 .- 443с.
3. Основы физиологии человека: учебник / Под ред. Н. А. Агаджаняна.- М.:
Российский университет дружбы народов, 2007. - Т 2. - 364 с.
4. Самусев, Р.П. Анатомия человека : учебное пособие / Р.П. Самусев, Ю.М.Селин М. : Оникс 21 в. : Мир и Образование, 2004. - 576 с.
Дополнительная литература:
1. Курепина, М.М. Анатомия человека : учебник для вузов / Курепина М.М.,
Ожигова А.П.. - М. : Владос, 2005. - 383 с .