Министерство образования и науки РФ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

Министерство образования и науки РФ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Орловский государственный университет»
Факультет естественных наук
Программа
вступительного экзамена по биологии
в магистратуру по направлению 050100.68 Педагогическое образование
(программа: Естественно-научное образование)
Составители:
д.б.н., профессор Пузина Т.И.,
д.б.н., профессор Ладнова Г.Г.,
к.б.н., доцент Тяпкина А.П.,
к.б.н., профессор Овсянникова Н.Н.
Орёл - 2012
2
Содержание
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 клеточных 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 локализация 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
3
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 номенклатура. Окисление жирных кислот, биосинтез. Химическая природа и физиологическая роль важнейших гормонов.
Биологическое многообразие (ботаника, зоология, микробиология).
Особенности строения и топографии постоянных тканей, специализирующихся на выполнении основных функций вегетативного тела растения – газообмена, поглощения воды и минеральных веществ, запасания ассимилятов, опорной,
барьерной и выделительной функций.
Анатомическое строение побега и
корня как отражение их функциональной 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 ха-
4
рактеристика. 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 природных 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.
5
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 Эмбдена-Мейергофа-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 (физиология растений, физиология человека и животных). 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.
6
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 практическое
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
7
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.
Генетика. Наследование в популяциях. Генетическое 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.
Теория эволюции. 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.
8
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. Биосфера – оболочка
Земли. Понятие о биосфере в экологии.
9
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. Кузнецов В.В., Дмитриева Г.А. Физиология растений. М.: Высшая
школа. 2005.
9. Медведев С.С. Физиология растений. С-Пб.: изд С-Петербургского
университета. 2004. 335 с.
10.Физиология растений / под ред. И.Д. Ермакова. М.: АСАДЕМА. 2005.
635 с.
11.Якушкина Н.И., Бахтенко Е.Ю. Физиология растений. М.: Владос.
2005. 449 с.
12.Общий курс физиологии человека и животных / Под ред. А.Д. Ноздрачева. М.: Высшая школа.1991.
13.Фундаментальная и клиническая физиология / Под ред. А.Г. Камкина
и А.А. Каменского. М.: Академия.2004.
14.Ченцов Ю.С. Общая цитология. М.: МГУ. 1995.
15.Молекулярная биология клетки: в 3-х томах / Под ред. Б. Альбертис.
М.: Мир. 1994.
10
16.Рубин А.Б. Биофизика в 2-х т. М.: Университетский книжный дом.
1999-2000.
17.Биохимия / Под ред. Е.С. Северина. М.:ГЭОТАР-МЕД. 2003.
18.Ленинджер А. Основы биохимии: в 3-х т. М.: Мир. 1995.
19.Лысов П.К., Акифьев А.П., Добротина Н.А. Биология с основами экологии. М.: Высшая школа.2007.
20.Пехов А.П. Биология с основами экологии. СПб: Лань.2994.687 с.
21.Шлегель Г. Общая микробиология. М.: Мир. 1987. 567 с.
22.Гусев М.Е., Минеева Л.А. Микробиология. М.: Изд-во МГУ. 1985.
23.Воробьев А.А., Кривошеин Ю.С. и др. Основы микробиологии, вирусологии и иммунологии. М.2001.
24.Ченцов Ю.С. Общая цитология. М.: МГУ. 1995.
25.Молекулярная биология клетки: в 3-х томах/ Под ред. Б. Альбертис.
М.: Мир. 1994.
26.Заварзин А.А., Харазова А.Д., Молитвин М.Н. Биология клетки: общая цитология. СПб: изд С-Петербургского университета. 1992.
27.Рубин А.Б. Биофизика в 2-х т. М.: Университетский книжный дом.
1999-2000.
28.Биохимия/ Под ред. Е.С. Северина. М.:ГЭОТАР-МЕД. 2003.
29.Ленинджер А. Основы биохимии: в 3-х т. М.: Мир. 1995.
30.Алиханян С.И., Акифьев А.П., Чернин Л.С. Общая генетика.М.: Высшая школа. 1985.
31.Жимулев И.Ф. Общая и молекулярная генетика. Новосибирск. 2002.
32.Северцов А.С. Теория эволюции. М.: ВЛАДОС. 2005.
33.Яблоков А.В., Юсуфов А.Г. Эволюционное учение (Дарвинизм).
М.:
Высшая школа. 1998.
34.Лысов П.К., Акифьев А.П., Добротина Н.А. Биология с основами экологии. М.: Высшая школа.2007.
35.Пехов А.П. Биология с основами экологии. СПб: Лань.1994.687 с.
36.Шилов И.А. Экология. М.: Высшая школа. 1997