Программа вступительного экзамена по биологии Пояснительная записка

Программа
вступительного экзамена по биологии
в магистратуру по направлению 020200.68 Биология
Пояснительная записка
Целью вступительного экзамена по биологии (направление 020200.68
Биология) является проверка суммы теоретических знаний в области современной биологии.
Вступительный экзамен по биологии включает
базовые общепрофес-
сиональные дисциплины: ботаника, зоология, физиология растений, физиология человека и животных, микробиология, цитология, молекулярная биология, биохимия, генетика и теория эволюции, экология.
Соискатель должен понимать роль биологического многообразия в
устойчивости биосферы; знать особенности морфологии, физиологии и воспроизведения живых организмов, принцип их системной организации. Знать
основные черты физиологии растительной клетки, механизмы фотосинтеза,
дыхания, водообмена, роста и развития растений, устойчивости к неблагоприятным факторам среды. Понимать биологические основы жизнедеятельности человека. Иметь представление о молекулярных механизмах физиологических процессов в растительных и животных организмах. Владеть знаниями проявления фундаментальных свойств организма (наследственности и
изменчивости) на всех уровнях организации живого. Знать основные теории
эволюции, экологические закономерности и принципы рационального природопользования.
Содержание
Биологическое многообразие. Особенности строения и топографии
постоянных тканей, специализирующихся на выполнении основных функций
вегетативного тела растения –
газообмена, поглощения воды и минераль-
ных веществ, запасания ассимилятов, опорной, барьерной и выделительной
функций.
Анатомическое строение побега и корня как отражение их функ-
циональной специфики и приспособления к основным экологическим факторам. Уровни организации и варианты морфологических структур на примере водорослей, их эволюционная
направленность. Экология водорослей.
Возникновение побега и корня как результат специализации участков вегетативного тела и выполнению основных жизненных функций в атмосфере и
почве. Лист – боковой орган побега. Особенности его морфологической и
анатомической структуры в связи с выполняемыми функциями. Изменчивость структуры листа в зависимости от экологических условий. Мультифункциональность вегетативных органов как основа их пластичности на пути
приспособления к абиотическим и биотическим факторам внешней
среды. Метаморфозы органов. Онтогенетический и эволюционный подходы
к их изучению.
Значение эволюционной теории в развитии систематики
растений. Принципы построения филогенетических систем с использованием основных источников эволюционно-систематической информации: сравнительной морфологии и анатомии, физиологии, биохимии, палеоботаники,
географии растений, генетики и др. Грибы. Вегетативные структуры и цитологическая характеристика. Способы питания. Симбиоз с другими организмами. Жизненный цикл высших растений. Морфо – функциональные связи
гаметофита и спорофита. Зигота и развитие зародыша. Апогамия и партеногенез. Цветковые растения как высший этап эволюции наземных растений.
Разнообразие цветковых растений и их роль в современном растительном
покрове Земли и жизни человека.
Одноклеточные животные как начальный этап в развитии живого мира.
Особенности организации одноклеточных животных. Физиология простейших. Типы питания и размножения. Современная классификация протозой.
Происхождение, филогения и экологическая радиация простейших. Основные черты организации многоклеточных животных. Гипотезы происхождения метазой. Классификация многоклеточных. Кишечнополостные как
наиболее древние настоящие многоклеточные животные, развивающиеся в
направлении дифференциации клеточных элементов. Плоские черви: организация, жизненные отправления, систематика, экология. Значение в природ-
ных процессах и в жизни человека. Круглые черви как слепая ветвь в развитии животного мира, обладающая многообразием видов и разнообразием
приспособлений к условиям жизни: организация. Организация кольчатых
червей в понимании филогенетических связей с другими типами животных.
Моллюски: организация, жизненные отправления, систематика, экология.
Значение в природных процессах и в жизни человека. Членистоногие: организация, жизненные отправления, систематика, экология. Значение в природных процессах и в жизни человека. Тип Хордовые, его характеристика,
происхождение, эволюция и систематика. Филогенетическое древо хордовых. Надкласс рыбы – наиболее древние первично-водные челюстноротые
животные: организация, жизненные отправления, систематика, экология.
Значение в природных процессах и в жизни человека. Особенности класса
Земноводных как первых наземных позвоночных животных: организация,
жизненные отправления, систематика, экология. Значение в природных процессах и в жизни человека. Характеристика класса Рептилий как низших амниот: организация, жизненные отправления, систематика, экология. Значение
в природных процессах и в жизни человека.Класс Птицы: организация (приспособления к полету), жизненные отправления, систематика, экология происхождение и эволюция. Значение в природных процессах и в жизни человека. Класс млекопитающие как высшие гомойотермные амниоты: организация, жизненные отправления, систематика, экология, происхождение и эволюция.
Сравнительная характеристика прокариот и эукариот. Структурная организации прокариотической клетки. Химический состав и размеры. Различные формы прокариот. Биологические группы микроорганизмов. Принципы
построения и особенности классификации прокариот (морфологические, физиологические, биохимические, экологические и др.). Рост и размножение
бактериальной клетки. Равновеликое бинарное деление клетки. Почкование
бактерий. Скорость размножения прокариот. Рост бактериальной популяции
в статистической культуре. Фазы роста. Непрерывные и синхронные культуры микроорганизмов. Общая характеристика процессов брожения. Пути
превращения глюкозы в ПВК в клетке бактерий: гликолиз (путь ЭмбденаМейергофа-Парнаса), пентозофосфатный путь, схема Энтнера-Дудорова.
Неклеточные формы жизни – вирусы. Химический состав, морфология,
физиология, образ жизни, происхождение, классификация. Взаимодействие с
клетками, методы прижизненного наблюдения, таксономические исследования. Паразитизм, интерференция. Биология размножения и развития: условия воспроизведения организмов.
Физиология. Системы регуляции. Внутриклеточные системы регуляции (активность ферментов, генетическая, мембранная). Межклеточные системы регуляции (трофическая, гормональная, электрофизиологическая). Типы углеродного питания растений. Пигменты как вещества, обеспечивающие
восприятие света. Энергетика фотосинтеза. Значение в процессе фотосинтеза
различных участков солнечного спектра (работы К.А.Тимирязева и др.).
Квантовый расход процесса фотосинтеза. Фотофизический этап фотосинтеза.
Поглощение квантов света и возбуждение хлорофилла. Синглетный и триплетный уровни возбуждения. Возможности дезактивации возбужденного
состояния. Перенос энергии возбуждения. Фотосинтез как сочетание световых
и
темновых
реакций
(исследования
Ф.Блекмана,
А.А.Рихтера,
В.Н.Любименко). Фотохимический этап фотосинтеза. Циклический, нециклический, псевдоциклический потоки электронов. Сопряжение фотосинтетического транспорта электронов и образования АТФ. Фотосинтетический
цикл усвоения углекислого газа - путь С3 (цикл Кальвина). Путь С4 (цикл
Хетча-Слэка-Карпилова). САМ - путь усвоения углекислого газа. Влияние
внешних и внутренних факторов на ход процесса фотосинтеза. Особенности
передвижения ассимилятов по растению.
Выделение энергии в процессе
дыхания. АТФ как основная энергетическая валюта клетки, ее структура и
функции. Окислительно-восстановительные процессы. Гликолитический и
пентозофосфатный пути дыхания. Окислительное фосфорилирование. Влияние различных факторов на интенсивность дыхания. Водный баланс растения. Поступление и передвижение воды в растении. Теоретическое и практи-
ческое значение изучения корневого питания растений. Макро- и микроэлементы. Равнозначность и незаменимость питательных элементов. Особенности питания растений азотом. Поступление питательных веществ. Пути и механизм передвижения веществ. Физиологические основы применения удобрений. Рост и развитие растений, их взаимосвязь. Рост клеток как основа роста многоклеточного организма. Внутренние факторы роста – фитогормоны.
Движения растений. Физиологическая природа покоя у растений.
Развитие
растений как ход качественных изменений элемента структуры. Развитие как
развертывание генетической программы. Яровизация и фотопериодизм. Гормональная концепция цветения. Физиология устойчивости растений к неблагоприятным факторам среды.
Нервно-гуморальная регуляция функций организма. Гомеостаз. Возникновение и развитие второй сигнальной системы. Характеристика основных функций речи. Формы речевой деятельности. Раздражимость и раздражители. Возбудимость и возбудитель. Мембранный потенциал и потенциал
действия. Саморегуляция. Обратная связь – основа регуляции. Рефлекс –
основная форма нервной деятельности. Определение стресса. Стресс и дистресс. Три стадии «общего адаптационного синдрома». Физиологическая
адаптация. Гомеостатические и адаптивные механизмы. Типы высшей нервной деятельности. Специфические человеческие типы ВНД. Виды памяти.
Физиологические механизмы кратковременной и долговременной памяти.
Ферменты, гормоны, физиологически активные вещества. Физиологическое
значение вилочковой железы. Молекулярные и клеточные механизмы иммунитета животных и человека.
Биология клетки. Особенности и различия в строении клеток прокариот и эукариот. Единство строения и функции клетки, её органоидов и
структурных элементов. Величина и форма клеток. Основные различия между клетками животных и растений. Митоз у клеток животных и растений.
Стадии митоза, их продолжительность и характеристика. Механизм движения хромосом. Цитокинез у животных и растительных клеток. Судьба кле-
точных органелл в процессе деления клетки. Метаболизм делящейся клетки.
Регуляция митоза. Мейоз, стадии мейоза. Конъюгация хромосом, кроссинговер, редукция числа хромосом. Мейоз у животных и растений. Различия
между митозом и мейозом.
Мембрана как универсальный компонент биологических систем. Развитие представлений о структурной организации мембран. Характеристика
мембранных белков и липидов. Биофизика процессов транспорта веществ
через биомембраны. Пассивный и активный транспорт веществ. Связь транспорта ионов и процесса переноса электрона в хлоропластах и митохондриях.
Локализация электронтранспортных цепей в мембране. Структурные аспекты
функционирования белков-переносчиков. Основные положения теории Митчелла. Электрохимический градиент протонов, энергизированное состояние
мембран. Роль векторной Н
+
АТФазы. Сопрягающие комплексы, их лока-
лизация в мембране, функции отдельных субъединиц.
Белки, их биологическая роль. Аминокислоты, их физико-химические
свойства и классификация. Заменимые и незаменимые аминокислоты. Способы связи аминокислот в белке. Структура пептидной связи. Элементы вторичной структуры: альфаспираль и бетаструктура. Домены в структуре белка, их функциональная роль. Физико-химические свойства белков. Принципы
классификации белков. Простые и сложные белки. Роль нуклеиновых кислот
в формировании и свойствах живой материи. Строение нуклеиновых кислот.
Пуриновые и пиримидиновые основания. Углеводные компоненты. Нуклеозиды и нуклеотиды. Обмен белков. Пути образования и распада аминокислот.
Переаминирование. Амиды. Их физиологическое значение. Биосинтез мочевины. Алкалоиды и их роль у растений и значение в медицине. Углеводы и
их биологическая роль. Классификация и номенклатура. Структура, свойства
и распространение в природе. Гликопротеины и гликолипиды. Взаимопревращение моносахаридов. Гликогенез. Липиды, их биологическая роль.
Классификация и номенклатура липидов. Структура, свойства и распространение в природе. Основные представители триглицеридов, фосфолипидов,
цереброзидов, стеринов и восков. Жирные кислоты, их классификация и но-
менклатура. Окисление жирных кислот, биосинтез. Химическая природа и
физиологическая роль важнейших гормонов.
Генетика и теория эволюции.
Наследование в популяциях. Гене-
тическое равновесие в панмиктической популяции. Закон Харди– Вайнберга.
Условие выполнение закона Харди– Вайнберга. Эволюция представлений о
гене. Множественный аллелизм. Критерии аллелизма. Молекулярные механизмы реализации наследственной информации. Матричные процессы и
действие гена. Основные свойства генетического кода. Генная инженерия,
клеточная и тканевая селекция, соматическая гибридизация. Нехромосомное
(цитоплазматическое) наследование. Роль цитоплазмы и ядра в наследственности. Содержащие ДНК органоиды клетки. Пластидная наследственность,
цитоплазматическая мужская стерильность. Понятие о геноме и плазмоне.
Хромосомы как основные структуры ядра. Строение митотических хромосом: форма, типы, размер, число. Кариотип. Сателлитная ДНК. Дифференциальное окрашивание хромосом. Ультраструктура митотических хромосом.
Редупликация ДНК в хромосомах прокариот и эукариот. Репликоны, их
число и скорость репликации. Политенные хромосомы. Их структурная организация и функционирование.
Основы синтетической теории эволюции (генетические, онтогенетические, экологические). Микроэволюция (искусственный и естественный отбор, вид и видообразование). Макроэволюция и её закономерности.
Экология. Понятие об экологических факторах. Общие закономерности действия экологических факторов на организмы. Изменчивость факторов
среды. Основные природные среды обитания: наземно-воздушная, водная,
почва, живые организмы. Их специфика. Понятие о биоценозе. Структура
биоценозов. Видовое разнообразие, число экологических ниш. Соотношение
видового богатства и численности отдельных видов. Доминантные виды.
Виды-эдификаторы. Пространственная структура биоценоза. Вертикальная
ярусность. Экосистемы. Структура и принципы функционирования.
Био-
сфера – оболочка Земли. Понятие о биосфере в экологии.
Рекомендуемая литература
1.Еленевский А.Г., Соловьева М.П., Тихомиров В.Н. Ботаника: Систематика
высших или наземных растений: Учеб. для студ. высш. пед. учеб. заведений.
2-е изд., исправ. М.: Издательский центр «Академия», 2001.
2. Лотова Л.И. Морфология и анатомия высших растений. «Эдиториал
УРСС» . М. 2000. 528 с.
3. Рейвт П., Эверт., Айкхорн С. Современная ботаника: в 2-х т. Пер. с англ.
М.: Мир, 1990. Т.1. 348 с.; Т.2, 344 с.
4. Серебрякова Т.И., Воронин Н.С., Еленевский А.Г., Батыгина Т.Б., Шорина
Н.И., Савиных Н.П. Ботаника с основами фитоценологии: Морфология и
анатомия растений: Учеб. М.: ИКЦ «Академкнига». 2006. 543 с.
5. Абдурахманов Г.М., Лопатин И.К., Исмаилов Ш.И. Основы зоологии и
зоогеографии. М. 2001. 489 с.
6. Шаров И.Х. Зоология беспозвоночных. М. 2002. 592 с.
7. Константинов В.М., Шаталова С.П. Зоология позвоночных. М. 2006. 492 с.
8. Шлегель Г. Общая микробиология. М.: Мир. 1987. 567 с.
9. Гусев М.Е., Минеева Л.А. Микробиология. М.: Изд-во МГУ. 1985.
10. Воробьев А.А., Кривошеин Ю.С. и др. Основы микробиологии, вирусологии и иммунологии. М.2001.
11. Кузнецов В.В., Дмитриева Г.А. Физиология растений. М.:Высшая
школа. 2005.
12. Медведев С.С. Физиология растений. С-Пб.: изд С-Петербургского
университета. 2004. 335 с.
13. Физиология растений /под ред. И.Д. Ермакова. М.: АСАДЕМА. 2005.
635 с.
14. Якушкина Н.И., Бахтенко Е.Ю. Физиология растений. М.: Владос.
2005. 449 с.
15. Общий курс физиологии человека и животных / Под ред. А.Д. Ноздрачева. М.: Высшая школа.1991.
16. Фундаментальная и клиническая физиология/ Под ред. А.Г. Камкина и
А.А. Каменского. М.: Академия.2004.
17.Ченцов Ю.С. Общая цитология. М.: МГУ. 1995.
18. Молекулярная биология клетки: в 3-х томах/ Под ред. Б. Альбертис.
М.: Мир. 1994.
19. Заварзин А.А., Харазова А.Д., Молитвин М.Н. Биология клетки: общая
цитология. СПб: изд С-Петербургского университета. 1992.
20.Рубин А.Б. Биофизика в 2-х т. М.: Университетский книжный дом.
1999-2000.
21.Биохимия/ Под ред. Е.С. Северина. М.:ГЭОТАР-МЕД. 2003.
22. Ленинджер А. Основы биохимии : в 3-х т. М.: Мир. 1995.
23. Алиханян С.И., Акифьев А.П., Чернин Л.С. Общая генетика.М.: Высшая школа. 1985.
24. Жимулев И.Ф. Общая и молекулярная генетика. Новосибирск. 2002.
25. Северцов А.С. Теория эволюции. М.: ВЛАДОС. 2005.
26. Яблоков А.В., Юсуфов А.Г. Эволюционное учение (Дарвинизм).
М.:
Высшая школа. 1998.
27. Лысов П.К., Акифьев А.П., Добротина Н.А. Биология с основами экологии. М.: Высшая школа.2007.
28. Пехов А.П. Биология с основами экологии. СПб: Лань.2994.687 с.
29. Шилов И.А. Экология. М.: Высшая школа. 1997.