Клеточная и молекулярная биология, биотехнология

ПРОГРАММА ВСТУПИТЕЛЬНОГО ИСПЫТАНИЯ
для поступающих на основную образовательную программу
подготовки магистров «Клеточная и молекулярная биология,
биотехнология» по направлению 020200 Биология
биолого-почвенного факультета СПбГУ в 2010 г
I. Разнообразие форм организации живого
Клеточная теория. Сравнительная структурно-функциональная характеристика
прокариотов и эукариотов. Теория симбиогенеза пластид и митохондрий.
Бактерии, их строение, физиология, генетика. Распространение, биоразнообразие и
классификация бактерий.
Археи, их строение, физиология, генетика. Распространение, биоразнообразие и
классификация архей.
Типы строения вирусных частиц. Классификация вирусов. Пути распространения
вирусов и механизмы вирусного заражения клетки. Репродукция вирусов. Вирусы бактерий,
растений и животных.
Особенности организации водорослей. Размножение и основные типы циклов развития
водорослей. Основные отделы водорослей, филогенетические связи.
Высшие растения, их общая характеристика, основные особенности организации и
размножения. Органы и ткани растений. Основные систематические группы высших
растений, их филогенетические связи. Эволюция цикла полового размножения высших
растений (от мохообразных до цветковых).
Грибы. Современные представления о положении грибов в системе органического
мира. Особенности организации и жизненных циклов грибов. Паразитизм, сапрофитность
грибов, симбиоз с другими организмами. Основные отделы грибов, происхождение,
филогенетические связи.
Лишайники.. Особенности организации лишайников. Размножение. Типы
взаимоотношений компонентов лишайников.
Протисты. Применимость понятия «клетка» к протистам. Протисты как целостные
организмы. Организация протистов.
Происхождение многоклеточных животных. Уровни организации и макросистема
беспозвоночных животных.
Основные черты типа хордовых.
Позвоночные, общая характеристика. Особенности организации представителей
основных классов позвоночных.
Общие представления об эволюции животного мира и её закономерностях
Литература:
Основная:
Васильев А.Е. и др. Анатомия и морфология растений. М., 1988.
Горленко М.В. и др. Низшие растения, м., 1981.
Гусев М.В., Минеева Л.А. Микробиология. Изд-во МГУ, М., 1992.
Догель В.А. Зоология беспозвоночных. М., Высшая школа, 1981.
Иванов А.В. Происхождение млекопитающих животных. Л., Наука, ЛО, 1968.
Комарицкий Н.А., Кудряшов Л.В., Уранов А.А. Систематика растений. М., 1975.
Наумов Н.Н. Зоология позвоночных. Ч.1,2. М., 1979.
Сергиевская Е.В. Практичекий курс систематики высших растений. Л., 1991.
Хаусман К. Протистология М., Мир, 1988.
Пиневич Микробиология
Дополнительная:
Беклемишев В.Н. Основы сравнительной анатомиибеспозвоночных. Т.1, 2. М., Наука, 1964.
Громов Б.В. Строение бактерий. Изд-во ЛГУ, 1965.
Жизнь растений. Тт.1-6, М., 1974-1982.
2
Рейвн П. и др. Современная ботаника, тт.1, 2. М., 1990.
Серавин Л.Н. Простейшие….Что это такое? Л., наука, ЛО, 1984.
Тахтаджян А.Л. Высшие растения. Ч.1, М.-Л., 1956.
Тахтаджян А.Л. Основы эволюционной морфологии покрытосеменных. М.-Л., 1964.
Тахтаджян А.Л. Происхождение покрытосеменных растений., М., 1961.
Тахтаджян А.Л. Система магнолиофитов. Л., 1987 (общая часть).
Шлегель Г. Общая микробиология. Мир. М., 1987.
II. Структурно-функциональные аспекты организации биосистем.
Первое и второе начала термодинамики и их применимость в биологии.
Термодинамические функции состояния систем и их использование в биологии.
Диссипативные структуры.
Структурно-функциональная организация основных молекулярных компонентов
живых организмов и их биохимические свойства. Пептиды. Белки, их классификация,
структура, свойства и биологическая роль. Ферменты, их классификация, структура,
свойства и биологическая роль. Коферменты. Металлоорганические соединения. Липиды, их
классификация, структура, свойства и биологическая роль. Углеводы, их классификация,
структура, свойства и биологическая роль. Нуклеотиды, их структура и биологические
функции. Полинуклеотиды. ДНК и РНК, их структура, свойства и биологические функции.
Энергетический метаболизм. Виды макроэргических соединений. Трансформация
энергии в биологических системах. Типы окислительно-восстановительных реакций.
Митохондрии, хлоропласты, их структура. Механизм работы АТФ-синтазного комплекса
митохондрий и хлоропластов. Организация биосинтетических процессов и их связь с
системами энергетического метаболизма.
Структурно-функциональная организация мембран. Мембранный транспорт
(активный, пассивный, транспорт в мембранной упаковке). Структурно-функциональная
организация ионных каналов. Пути проведения сигналов в клетке. Рецепторы, их
классификация. Система вторичных посредников. Роль факторов роста в процессах
детерминации и дифференциации. Организация и функционирование цитоскелета.
Актиновые и тубулиновые структуры. Промежуточные филаменты. Мембранные органеллы
цитоплазмы. Рибосомы, их организация и функционирование. Синтез белка. Транспорт
белка в клетке. Котрансляционные и посттрансляционные модификации белка. Белки
теплового шока, шапероны. Организация клеточного ядра (ядерная оболочка, хроматин,
ядрышко). Ядерно-цитоплазматический транспорт. Клеточный цикл и его регуляция.
Определение понятия ткани, происхождение и классификация тканей. Особенности
системной организации и эволюционной динамики основных типов тканей животных
(пограничные ткани, ткани внутренней среды, ткани нервной системы и мышечные ткани).
Фотосинтез. Световые и темновые реакции фотосинтеза. Пути ассимиляции
углекислоты у растений (Сз- и С4-пути фотосинтеза). Пигменты растений.
Фиксация молекулярного азота. Структура и функции клеточной стенки растений.
Фитогормоны.
Центральные и периферические органы иммунной системы. Клеточный и
гуморальный иммунный ответ. Антитела и антигены, антигенраспознающие рецепторы,
иммуноглобулины, презентация антигена. Межклеточная кооперация в ходе иммунного
ответа.
Физиологическая система как взаимодействие органов. Орган как совокупность
различных по происхождению и строению тканей. Строение, эволюция и основные
механизмы
деятельности
сердечно-сосудистой,
дыхательной,
пищеварительной,
выделительной и репродуктивной систем. Нервная и гуморальная системы как главные
интегрирующие системы организма. Гормон, нейрогормон, медиатор, пептид как факторы
регуляции физиологических систем организма. Синаптическая передача, типы синапсов.
Органы чувств. Механизмы восприятия и формирования образов. Психосоматические
реакции, эмоции и память в регуляции поведения. Особенности психофизиологии человека.
3
процессов.
Сознание
и
бессознательное.
Психофизиология
информационных
Функциональная межполушарная асимметрия.
Явление наследственности. Наследственная и ненаследственная изменчивость.
Понятие о норме реакции. Закономерности наследования. Митоз и мейоз как механизмы,
обеспечивающие закономерное распределение генетического материала. Хромосомная
теория наследственности. Наследование, сцепленное с полом. Сцепление генов. Построение
генетических карт. Материальные основы наследственности. ДНК как носитель
генетической информации. Генетический код. Мутационный процесс. Механизмы
матричных процессов (репликация, репарация. транскрипция, трансляция). Регуляция
экспрессии генов, регуляторные белки. Процессинг. Сплайсинг. Обратная транскрипция.
Нехромосомное наследование. Генная инженерия. Генетика популяций.
Основные
типы
индивидуального
развития
многоклеточных
животных
Морфологическая и молекулярно-биологическая характеристика гаметогенеза позвоночных.
Оплодотворение. Дробление. Формирование общего плана строения зародыша.
Индивидуальное
развитие
и
филогения.
Молекулярно-биологические
основы
индивидуального развития. Теория дифференциальной активности генов. Морфогенез и его
механизмы (рост, межклеточные взаимодействия, миграция клеток, апоптоз). Роль Hox-генов
в индивидуальном развитии. Проблемы регенерации и бесполого размножения.
Детерминация пола.
Литература:
Основная:
Албертс Б., Брей Д., Льюис Дж., Робертс К., Уотсон Дж. Молекулярная биология клетки. В трех томах. М.,
Мир, 1994.
Батуев А.С. Высшая нервная деятельность. М. 1991.
Белоусов Л.В.. Основы общей эмбриологии. Изд. МГУ. 1993.
Гилберт С.. Биология развития. В трех томах. М., Мир. 1993-1995.
Гудвин Т., Мерсер Э. "Введение в биохимию растений" в двух томах. М., Мир. Год издания
Данилова Н.Н. Психофизиология. М. 1988.
Ленинджер А. Биохимия М., Мир, 1985.
Заварзин А.А., Харазова А.Д., Молитвин М.Н. Биология клетки (общая цитология). СПб, Изд. СПбГУ, 1992.
Инге-Вечтомов С.Г. Генетика с основами селекции. М., 1989.
Корочкин Л.И. Введение в генетику развития М., Наука, 1999.
Мак-Фарленд Д. Поведение животных. Психобиология, этология и эволюция. М. Мир, 1983.
Марри Р., Гренне Д., Мейес П., Родуэлл В. Биохимия человека 1993. Более новое издание
Морфология нервной системы. Л. Изд. ЛГУ. 1985. с.1-160.
Полевой В.В."Физиология растений", Изд-во "Высшая школа", М. , 1989. "Мир",М„ 1986.
Руководство по физиологии. Под ред. А.С. Батуева. Л.
Скулачев В.П. Биоэнергетика. Мембранные преобразователи энергии. М. 1986.
Страйер Л. Биохимия М. Мир, 1984.
Физиология поведения. В двух томах. Нейрофизиологические закономерности. 1986. Нейробиологические
закономерности. 1987.
Физиология человека и животных. В двух томах. Под ред. А.Д. Ноздрачева. М. 1991.
Хэм А. и Кормак Д. Гистология. В пяти томах. М., Мир, 1983.
Шеперд Г. Нейробиология. Том 1, 2. М. 1987.
Ярилин А.А. Основы иммунологии М., 2000.
Дополнительная:
Айала Ф., Кайгер Дж. Современная генетика. М., 1998.
Бакл Дж. Гормоны животных. М.1986.
Оленев С.Н. Конструкция мозга. Л. 1987.
Основы психофизиологии. Под ред. Ю.И. Александрова. М. 1997.
Рэндол Г. и др. Физиология человека. М. 1992.
Степанов В.М. Молекулярная биология. Структура и функции белков. 1996.
4
III. Основы экологии и теория эволюции
.
Понятие и классификация экологических факторов. Экологическая ниша.
Экология популяций.
Понятие биоценоза. Пищевые цепи. Биогеоценозы и экосистемы. Поток энергии и
круговорот веществ в экосистеме. Первичная и вторичная продуктивность экосистемы.
Трофические уровни и экологические пирамиды. Понятие экологической сукцессии.
Основные принципы синтетической теории эволюции. Микроэволюция. Закон
Харди-Вайнберга. Естественный отбор: определение, принципы действия, основные типы и
формы. Генетический дрейф и популяционные волны. Инбридинг. Источники и природа
генетической изменчивости в популяциях. Генетический полиморфизм: формы и механизмы
поддержания. Поток генов и изоляция как факторы микроэволюции. Молекулярная
эволюция и теория нейтральности.
Вид и видообразование. Основные концепции вида. Критерии вида. Концепция
биологического вида. Видообразование.
Макроэволюция.. Соотношение микро- и макроэволюции. Соотношение онтогенеза и
филогенеза.
Дивергенция, конвергенция, параллелизм. Адаптивная радиация. Прогресс и регресс в
эволюции. Биологический и морфофизиологический прогресс. Ароморфозы и
идиоадаптации.
ЛИТЕРАТУРА
Основная:
Бигон, М., Харпер, Дж., Таунсенд, К. Экология. Особи, популяции и сообщества. М.: Мир, 1989, т.1 - 667 с., т.2
- 477 с.
Гиляров, А.М. Популяционная экология. М.: Изд. МГУ, 1990, 191 с.
Ипатов, В. С., Кирикова, Л. А. Фитоценология. СПб, Изд-во СПбГУ, 1997.
Одум, Ю. Экология. М.: Мир, 1988, т.1 - 328 с., т.2 - 376 с.
Пианка, Э. Эволюционная экология. М.: Мир, 1981, 400 с.
Риклефс, Р. Основы общей экологии. М.: Мир, 1979, 424 с.
Грант, В. Эволюционный процесс. Критический обзор эволюционной теории. Мир, М., 1991, 488 с.
Кайданов, Л.З. Генетика популяций. Высшая школа, М., 1996, 320 с.
Рэфф, Р. и Т. Кофмен. Эмбрионы, гены и эволюция. Мир, М., 1986, 402 с.
Северцов, А.С. Основы теории эволюции. Изд-во Московского ун-та, М., 1987, 320 с.
Солбриг, О. и Д. Солбриг. Популяционная биология и эволюция. Мир, М., 1982, 488 с.
Тыщенко, В.П. Введение в теорию эволюции. Изд-во СПб ун-та, СПб, 1992, 240 с.
Яблоков, А. В. и А. Г. Юсуфов. Эволюционное учение (Дарвинизм). Высшая школа, М., 1998, 336 с.
Дополнительная:
Бродский, А.К. Краткий курс общей экологии. СПб: Изд. СПбУ, 1992, 162 с.
Василевич, В. В. Очерки теоретической фитоценологии. Л., Наука, 1983.
Дажо, Р. Основы экологии. М.: Прогресс, 1975, 415 с.
Небел, Б. Наука об окружающей среде. Как устроен мир. М.: Мир, 1993, т. 1 - 421 с., т. 2 - 330 с.
Работнов, Т. А. Фитоценология. М., Изд-во МГУ, 1992.
Рамад, Ф. Основы прикладной экологии. Л.:Гидрометеоиздат, 1981, 543 с.
Реймерс, Н.Ф. Природопользование. Словарь - справочник. М.: Мысль, 1990, 639 с.
Уиттекер, Р., Сообщества и экосистемы. М., Прогресс, 1980.
Айала, Ф. Введение в популяционную и эволюционную генетику. Мир, М., 1984, 230 с.
Берман, З.И. и др. История эволюционных учений в биологии. Наука, М., Л., 1966.
Галл, Я. М. Становление эволюционной теории Чарльза Дарвина. Наука, СПб, 1993, 140 с.
Дарвин, Ч. Происхождение видов путем естественного отбора или сохранение благоприятных рас в борьбе за
жизнь. Перевод с 6-го издания (Лондон, 1872). Наука, СПб, 1991, 539 с.
Докинз, Р. Эгоистичный ген. Мир, М., 1993, 317 с.
Кейлоу, П. Принципы эволюции. Мир, М., 1986, 128 с.
Клюге, Н. Ю. Принципы систематики живых организмов. Изд-во СПбУ, СПб, 1999, 87 с.