Магистерская программа: «Гидробиология» по направлению

Программа вступительных испытаний для магистров направления 020400.68
«Биология» авторская программа «Гидробиология»
Общая биология (Первый вопрос в билете)
1.Определение понятия биологическая система. Что такое объект, предмет, методы,
задачи биологии?
2.Опишите уровни иерархии в биологии. В чем заключается принцип эмерджентности
свойств и его методологические следствия? Покажите в чем аналогичность и
множественность биосистем.
3.Сущность понятия диссипативной структуры, понятия открытой системы.
Перечислите основные постулаты теоремы Пригожина. Напишите Ваше мнение по
поводу энергетики живого: ”порядок из хаоса”.
4.Укажите основные черты строения белков, ферментов и нуклеиновых кислот.
Какова биологическая роль этих соединений в клетках живых организмов?
5.Укажите основные черты строения липидов и углеводов. Какова биологическая роль
этих соединений в клетках живых организмов?
6.Какова сущность процесса гликолиза? Покажите его основные молекулярные
механизмы. Какова локализация процесса в клетке? Укажите энергетическую
эффективность и эволюционный аспект процесса.
7. Какова сущность цикла Кребса? Покажите его основные молекулярные механизмы.
Какова локализация процесса в клетке? Укажите энергетическую эффективность и
эволюционный аспект процесса.
8.Каковы клеточные механизмы трансмембранного переноса? В чем сущность
пассивного переноса? Сравните понятия диффузии и осмоса.
9. Какие виды активного трансмембранного переноса Вы знаете? Объясните процессы
с точки зрения молекулярного уровня.
10.Назовите основные трофические цепи в природе. Что такое экологические
пирамиды и какие они бывают? Покажите сущность закона Линдемана.
11.Каковы основные молекулярные механизмы самосохранения биосистем? Что такое
генный код? В чем заключается его универсальность? Укажите основные стадии
биосинтеза белков.
12.Сравните основные стадии процессов митоза и мейоза. Какова биологическая роль
отдельных стадий и процессов в целом?
13. Опишите сущность понятия адаптации. В чем заключается принцип Ле-Шателье?
Дайте понятие гомеостаза. В чем его биологическая роль?
14. В чем принципы эволюционного учения? Опишите процесс происхождения видов.
В чем суть работ Ч. Дарвина, Ж.-Б. Ламарка, А.Н. Северцова?
15. Назовите основные тезисы теории В.И. Вернадского о единстве живой и неживой
природы. Дайте определение и сущность понятия биокосной системы.
16. Дайте понятие стабильных и нестабильных экосистем. Укажите основные причины
и пути преодоления экологического кризиса.
Ботаника, физиология растений (Второй вопрос в билете)
1. В чем отличия С4-растений от С3-растений?
2.Функция антенных комплексов в фотосинтетических мембранах? Что такое
фотосинтетически активная радиация (ФАР)? Каково значение широкого набора
пигментов в растениях?
3. Напишите общее уравнение фотосинтеза. Объясните, какие вещества являются
реагентами в световой фазе, а какие являются продуктами темновой фазы
фотосинтеза?
4. Какие типы транспирации существуют у растений? Какие внутренние факторы
влияют на интенсивность транспирации?
5. Перечислите типы транспорта воды и опишите механизм действия сил, под
действием которых вода передвигается в растении.
6. В каких зонах корня происходит усвоение минеральных элементов? Какими
способами зольные элементы поступают в растение?
7. Какие минеральные элементы являются реутилизируемыми? С какими свойствами
минеральных элементов связана способность растений к их повторному
использованию?
8. Опишите морфологические и анатомические приспособления листа семенных
растений к процессу фотосинтеза.
9. Какие факторы, по вашему мнению, оказались неблагоприятными для растений,
вышедших на сушу в процессе эволюции?
10. Опишите общее физиологическое действие различных групп гормонов высших
растений.
11. Виды покоя растений. Биохимические особенности состояния покоя.
12. Каковы фазы развития растительной клетки.
13. Опишите возможные варианты строения листа у растений засушливых мест
обитаний.
14. Перечислите меристематические ткани растений и ткани, которые они формируют.
15. Проведите сравнение жизненных циклов споровых и семенных растений.
16. Раскройте сущность процесса двойного оплодотворения у покрытосеменных.
Каково эволюционное значение?
Зоология (Третий вопрос в билете)
1. Тип Саркомастигофоры (Sarcomastigophora). Опишите основные черты строения и
размножения. Сравните особенности жизненных циклов и образа жизни саркодовых,
растительных и животных жгутиконосцев.
2. Тип Губки (Spongia). Дайте характеристику губок как многоклеточных животных.
Укажите особенности cостава клеток, их функций, размножения типа и объясните с
чем они связаны. Объясните эволюционное значение типа. Как влияет на
жизнедеятельность морфофункциональная лабильность клеток?
3.Тип Кишечнополостные (Coelenterata). Классы Hydrozoa, Scyphozoa, Anthozoa.
Опишите сущность процессов бесполого и полового размножения. В чем сущность
чередования поколений? Укажите
различия и сходство в жизненных циклах
одиночных и колониальных Hydrozoa, Scyphozoa, Anthozoa.
4. Тип Плоские черви (Plathelminthes). Укажите общие черты организации: форма
тела, паренхима. Каковы особенности питания, выделения, дыхания плоских червей?
5. Тип Круглые черви (Nemathelminthes). В чем заключается образ жизни и
организация свободноживущих и паразитических нематод? Каковы особенности
строения кутикулы, пищеварительной и выделительной системы. Каково значение
этих особенностей для перехода к паразитизму?
6. Тип Кольчатые черви (Annelida). Опишите основные черты кожно-мышечного
мешка, вторичной полости тела, пищеварительной системы. Что такое гомономная и
гетерономная метамерия? Каковы особенности организации выделительной,
кровеносной и нервной систем?
7. Тип Моллюски (Mollusca). Назовите общие черты организации типа. Каковы
биологические функции отделов тела, мантии и раковины, мантийной полости и её
органов, следов метамерии. Какова роль вторичной полости тела ?
8. Тип Членистоногие (Arthropoda). Каковы основные общие черты организации типа:
хитинизация покровов, группы отдельных мышц, миксоцель, гетерономная метамерия
и тагмы тела, членистость конечностей. Укажите биологические функции.
9. Тип Иглокожие (Echinodermata). Укажите особенности организации типа: элементы
радиальной симметрии, осевой комплекс, структура скелета, амбулакральная система,
пищеварительная и нервная системы. Как устроены личинки иглокожих и какова их
роль в природе?
10. Дайте общую характеристику типа хордовых (Chordata). Представьте тип
Хордовые, как тип животного царства на примере эволюции на основе единого плана
строения.
11. Класс Хрящевые рыбы (Chondrichthyes). Опишите основные особенности строения
и функций основных систем органов: пищеварительная система, дыхание и
кровообращение, центральная нервная система.
12. Класс Костные рыбы (Osteichthyes). Каковы строение и функции основных систем
органов: пищеварительная система, дыхание и кровообращение, центральная нервная
система.
13. Класс Земноводные (Amphibia). Укажите основные особенности адаптации класса
земноводных к наземному образу жизни. Опишите основы строения опорнодвигательной системы.
14. Каковы особенности пресмыкающихся (Reptilia) как наземных позвоночных
животных? Опишите особенности строения и функций скелета, дыхательной и
кровеносной систем?
15. Класс Птицы (Aves). Каковы основные черты строения и функций кожных
покровов птиц? Каковы основные черты строения и функций скелета, дыхательной и
кровеносной систем?
16. Млекопитающие (Mammalia). Опишите основные черты строения и функций
скелета, дыхательной и кровеносной систем.
Вопрос по дисциплинам морской биологии (четвертый вопрос в билете)
1. Разнообразие биологических ресурсов Мирового океана. Современное состояние,
перспективы и проблемы.
2. Сырьевые ресурсы морей, рек, озер и водохранилищ России. Динамика уловов.
Распределение уловов по рыбопромысловым районам. Видовой состав уловов.
Перспективы расширения сырьевой базы России.
3. Перспективы полярной аквакультуры, ее объекты и задачи.
4. Марикультура водорослей: виды водорослей-макрофитов, введенных в культуру,
способы выращивания водорослей, значение.
5. Основные направления использования гидробионтов.
6. Стабильные и нестабильные арктические экосистемы. Сравнительная энергетика и
уровень стабильности экосистем Баренцева и Белого морей. Признаки эвтрофикации
Баренцева моря. Причины нестабильности экосистем Белого моря.
7. Установление факторов загрязнения, принципы и определение размеров ущерба,
причиненного водным биологическим ресурсам вследствие загрязнения водных
объектов.
8. Зональность литорали. Типы литорали. Сходства и различия сообществ в различных
горизонтах литорали. Зависимость распределения водорослей и беспозвоночных
животных от типа субстрата.
9. Приведите формулировки экосистемы и биогеоценоза. В чем они совпадают и в чём
их отличие, почему? Почему элементарная экосистема – эквивалент биогеоценозов, а
не наоборот? Может ли быть биогеоценоз Кольского полуострова или экосистема норы
суслика, и наоборот, почему?
10. Определите и охарактеризуйте понятия ЖИВОЕ, ОРГАНИЧЕСКОЕ, БИОГЕННОЕ,
КОСНОЕ и БИОКОСНОЕ вещества? Характеристика АНТРОПОГЕННОГО вещества в
биосфере: абиогенное-биогенное вещество, антропогенное вещество, включенное в
круговороты и искусственное, вредное-безвредное? В чём смысл выделения
ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ в природных биосистемах, с точки зрения регуляции
межбиотических взаимодействий?
11. Опишите основные особенности популяции как биологической системы; три
подхода к определению понятия "популяция", дайте определения популяционных
законов (правило максимума Ю. Одума; закон биоценотической регуляции
численности К. Фридерикса; правило максимального воспроизводства). Расскажите о
наиболее важных компонентах устойчивости и целостности популяции как
биологической системы.
12. Расскажите об основных особенностях возрастной структуры популяции животных
и растений. Опишите основные характеристики плотности популяции (численность,
биомасса). Охарактеризуйте основные типы возрастной структуры природных
популяций. Дайте определение понятию выживаемость, опишите основные типы
кривых выживания.
13. Биогеохимическая зональность океана и суши. Геохимическая неоднородность
биосферы и природных зон. Элементарный ландшафт как основная хорологическая
единица биосферы.
14. Биогеохимическая эволюция состава атмосферы и жизнедеятельности организмов в
массообмене газов. В каких формах находится кислород, выделенный
фотосинтезирующими организмами за всю геологическую историю? Аэрозоли.
Атмосферный массоперенос водорастворимых форм химических элементов.
15. Химический состав земной коры как фактор биосферы. Содержание, формы
нахождения и особенности распределения химических элементов в земной коре.
Каковы принципиальные различия главных и рассеянных элементов в земной коре?
Дайте определение геохимических параметров «кларк» и «кларк концентрации». Что
такое «геохимический фон», «геохимическая аномалия», «геохимическая провинция»?
16. Поясните понятие о "водных оболочках" биосферы Земли и приведите их примеры:
сколько и каких они видов, как связаны? Почему "вода" – одно химическое вещество, а
говорят о "разнокачественных" водных оболочках: какие свойства воды при этом
реализуются. Связаны ли какие-либо современные экологические проблемы с
"водными оболочками" и почему?
Задача (Пятый вопрос в билете)
1. Задача. В 2007г. лососевая ферма закупила 13,2 т посадочного материала.
Выращивание началось в июле и завершилось в октябре сдачей 43 т товарной
рыбы. Вес внесенного корма за этот период составляет 50 т. Рассчитайте
прирост биомассы рыб и коэффициент превращения корма.
2. Задача. Рассчитайте эффективную численность популяции мидий, если
известно, что общая численность популяции моллюсков равна 5000 особей, а
число размножающихся особей составляет 60% при этом, соотношение полов
характеризуется как 60/40 в пользу женских особей.
3. Задача. Для перемещения улова пикши с палубы судна на рыбофабрику
понадобилось 45 стамп. Для оценки улова исследователю необходимо
промерить 20% от улова. Найдите количество стамп, подлежащих промеру,
если общее количество выловленной рыбы составляет 2000 экз.
4. Задача. Товарное выращивание радужной форели производилось на реке
Варзуга. Форель выращивалась в 6-гранном садке. Средняя начальная масса
составляла 529 г, средняя конечная масса – 1970 г. Средний прирост равнялся
10,3 кг/экз/сут, кормовой коэффициент 1,5, длительность выращивания 140 сут.
Выясните прирост биомассы рыб и общий объем внесенного в систему корма.
5. Задача. Показано, что Laminaria saccharina, обитающая в прибойных местах,
имеет более узкую и плотную пластину, содержат большее количество сухого
вещества, чем водоросли из затишных мест. Объясните, какие преимущества
дает подобное строение таллома водоросли.
6. Задача. Воды мирового океана содержат 41,1 млн. т свинца. Доля свинца,
вносимая в результате деятельности человека в воды мирового океана, по массе
составляет ежегодно 1,57 % от его полного количества, растворенного в океане.
Согласно имеющимся данным, объем воды мирового океана 1,35 млрд. км3, а
плотность – 1 кг/м3. Рассчитайте массовую долю свинца, вносимую ежегодно в
результате антропогенного воздействия.
7. Задача. Рассчитайте ущерб от прямых потерь морских промысловых рыб в
результате гибели от нефтяного загрязнения вод Мотовского залива, учитывая
коэффициент их промвозврата:
№
Объект
Pi
ni
n лич.
n икры
К лич. К икры
п/п
1
Зубатка пятнистая
4 кг
25
200
15000
3
1,5
2
Камбала-ёрш
1 кг
25
200
15000
3
1,5
3
Треска атлантическая
2 кг
25
200
15000
3
1,5
8. Задача. Товарное выращивание радужной форели производилось на реке
Тулома. Общий объем внесенного в систему корма составил 4617кг.
Установлено, что доля не съеденного корма составляет 20% по отношению к
общему объему корма, внесенному в систему; а доля фекальных отходов
составляет 25% по отношению к съеденному корму. Рассчитайте общий выход
взвешенного органического вещества, поступившего в окружающую среду с
аквафермы.
9. Задача. При промере атлантической трески установлено, что максимальная
длина особей в уловах – 65 см, а минимальная – 45см. Определите, какое
количество рыбы необходимо для массового промера при ожидаемой
вероятности распределения Р = 0,999 (t=3,03).
10. Задача. Показано, что ряда водорослей-макрофитов, произрастающих в верхнем
горизонте литорали, в весенний и осенний период увеличивается содержание
каротиноидов по сравнению с хлорофиллами. Объясните подобные изменения.
Какую функцию выполняют каротиноиды и хлороффилы.
11. Задача. 1 т сырой нефти за 10 мин.образует пятно d= 48 м, толщиной 0,1 мм.
Сколько сырой нефти потребуется, чтобы за тоже время образовалась пятно d=
35 м и толщиной 0,25 м.
12. Задача. Рассчитайте эффективный размер популяции в трех поколениях, если в
первом поколении численность составляет 800 особей, во втором -400, в
третьем -1200.
13. Задача. Суточный расход хлора на хлорирование воды в городе составляет 50
кг. Сколько жителей в данном городе, если принять, что расход воды на
человека 350 л, а норма расхода хлора 2 х 10-4 г/л?
14. Задача. В конце января на побережье Кольского полуострова максимальная
освещенность может достигать 100 Вт/м2, а в апреле более 600Вт/м2.
Интенсивность фотосинтеза F. vesiculosus,измеряемая в лабораторных условиях
при освещенности 100 Вт/м2 , в январе была практически в 2 раза ниже, чем в
апреле. Объясните подобные различия.
В таблице представлены данные по измерению фотосинтеза в лабораторных
условиях (при постоянном освещении) у F. vesiculosus.
Интенсивность фотосинтеза при 100 Вт/ м2
январь
апрель
2,296
0,474697
15. Задача. Все реки мира ежегодно приносят в мировой океан 41015 г
растворенных солей. Какую долю в % по массе составляет это ежегодное
поступление от полного количества солей, растворенных в океане? Объем воды
мирового океана 1,35 млрд. км3, соленость воды мирового океана 35 г/кг, т.е. 3,5
%. Плотность морской воды принять 1 кг/м3.
16. Задача. При аварии на танкере в воду произошел сброс нефти в количестве 22,5
т. Пятно какого диаметра и за какое время образуется, если известно, что 1т
нефти растекается за 10 минут, образуя пятно диаметром 48 м.
Дополнительные задачи
1.Задача. В 2007г. лососевая ферма закупила 13,2 т посадочного материала.
Выращивание началось в июле и завершилось в октябре сдачей 43 т товарной рыбы.
Вес внесенного корма за этот период составляет 50 т. Рассчитайте прирост биомассы
рыб и коэффициент превращения корма.
2. Задача. Товарное выращивание радужной форели производилось на реке Варзуга.
Форель выращивалась в 6-гранном садке. Средняя начальная масса составляла 529 г,
средняя конечная масса – 1970 г. Средний прирост равнялся 10,3 г/экз/сут, кормовой
коэффициент 1,5, длительность выращивания 140 сут. Выясните прирост биомассы
рыб и общий объем внесенного в систему корма.
3. Задача. Товарное выращивание радужной форели производилось на реке Тулома.
Общий объем внесенного в систему корма составил 4617кг. Установлено, что доля не
съеденного корма составляет 20% по отношению к общему объему корма, внесенному
в систему; а доля фекальных отходов составляет 25% по отношению к съеденному
корму. Рассчитайте общий выход взвешенного органического вещества, поступившего
в окружающую среду с аквафермы.
4. Задача. Для перемещения улова пикши с палубы судна на рыбофабрику
понадобилось 45 стамп. Для оценки улова исследователю необходимо промерить 20%
от улова. Найдите количество стамп, подлежащих промеру, если общее количество
выловленной рыбы составляет 2000 экз.
5. Задача. В пруду площадью 25 га при проведении исследований отловлено одной и
той же сетью в первый раз 16 особей пеляди, во второй раз – 21 особь, среди которых
лишь две особи с меткой, поставленной при первом отлове, выпущены обратно в пруд.
Поддерживающая емкость среды для пеляди в данном пруду – 520 особей. Можно ли
провести дополнительное вселение молоди пеляди в данный пруд?
6.Задача. Рассчитайте ущерб от прямых потерь морских промысловых рыб в
результате гибели от нефтяного загрязнения вод Мотовского залива, учитывая
коэффициент их промвозврата:
№
Объект
Pi
ni
n лич.
n икры
К лич. К икры
п/п
1
Зубатка пятнистая
4 кг
25
200
15000
3
1,5
2
Камбала-ёрш
1 кг
25
200
15000
3
1,5
3
Треска атлантическая
2 кг
25
200
15000
3
1,5
7.Задача. При промере атлантической трески установлено, что максимальная длина
особей в уловах – 65 см, а минимальная – 45см. Определите, какое количество рыбы
необходимо для массового промера при ожидаемой вероятности распределения Р =
0,999 (t=3,03).
8. Задача. Представлена схема трофических связей в водной экосистеме. Выделите
основные трофические уровни. Что произойдет при уменьшении численности
бокоплава в экосистеме? Вычислите энергию петли обратной связи одной из
детритных цепей. Какова чистая вторичная продуктивность на уровне планктонных
организмов?
9. Задача. Рассчитайте эффективную численность популяции мидий, если известно, что
общая численность популяции моллюсков равна 5000 особей, а число
размножающихся особей составляет 60% при этом, соотношение полов
характеризуется как 60/40 в пользу женских особей.
10. Задача. При изучении динамики лабораторной популяциии хлореллы (Chlorella
vulgaris) отмечалось, что в первые четыре дня культивирования биомасса популяции
увеличивалась незначительно, составляя в среднем 2*104 кл/мл, после чего возрастала
до 5*105 кл/мл, достигая максимума. Две недели биомасса оставалась постоянной.
После трех недель исследований отмечалось резкое снижение численности клеток
водорослей до 1,5*103 кл/мл и их массовая гибель. Определите скорость прироста
численности данной популяции, если биотический потенциал равен 14*10 2 кл/сутки, а
поддерживающая емкость среды – 1,5*106 кл/мл.
11.Задача. Воды мирового океана содержат 41,1 млн. т свинца. Доля свинца, вносимая
в результате деятельности человека в воды мирового океана, по массе составляет
ежегодно 1,57 % от его полного количества, растворенного в океане. Согласно
имеющимся данным, объем воды мирового океана 1,35 млрд. км3, а плотность – 1
кг/м3. Рассчитайте массовую долю свинца, вносимую ежегодно в результате
антропогенного воздействия.
12. Задача. Все реки мира ежегодно приносят в мировой океан 41015 г растворенных
солей. Какую долю в % по массе составляет это ежегодное поступление от полного
количества солей, растворенных в океане? Объем воды мирового океана 1,35 млрд.
км3, соленость воды мирового океана 35 г/кг, т.е. 3,5 %. Плотность морской воды
принять 1 кг/м3.
13. Задача. В водоеме обнаружено содержание нитратов по азоту 5 мг/л (ПДК = 10
мг/л), тринитротолуола 0,3 мг/л (ПДК=0,5 мг/л) и толуола 0,1 мг/л (ПДК = 0,5мг/л.).
Дайте оценку санитарного состояния водоема. Спрогнозируйте последствия
использования воды из этого водоема для питьевых нужд.
14. Задача. В биоценотическом анализе принято сравнивать ВИДОВОЙ СОСТАВ
СООБЩЕСТВ. Для этого применяют коэффициенты (К) видового сходства Жаккара и
Серенсена:
А.
Жаккара
К={c/[(a+b)-c]}
(1)
Б.
Серенсена
К= 2с / (a+b)
(2)
где: (a) и (b) – число видов обнаруженных в двух сравниваемых биоценозах; с –
число общих для них видов.
Рассчитайте коэффициенты видового сходства макроводорослей в двух биоценозах на
каменистой литорали в открытой части губы Ярнышной. Биоценоз Fucus distichus,
средняя литораль 29 видов. Биоценоз Laminaria saccharina+Alaria esculenta, нижняя
литораль 16 видов водорослей. Общих видов в этих двух биоценозах – 7 вида
водорослей. Вывод обоснуйте.
15.Задача. В конце января на побережье Кольского полуострова максимальный
уровень освещения составляет около 100 Вт/м2, а в апреле более 600Вт/м2. При
измерении фотосинтеза у Fucus vesiculosus показано, что в январе при освещенности 9
Вт/м2 интенсивность фотосинтеза была немного меньше, чем при освещенности 100
Вт/м2, а при длительном нахождении при высокой освещенности скорость фотосинтеза
даже снижалась. Тогда как в апреле при 100 Вт/м2 интенсивность фотосинтеза была
выше практически в 2 раза, чем при 9 Вт/м2. Объясните подобные различия.
В таблице представлены данные по измерению фотосинтеза в лабораторных
условиях (при постоянном освещении) у F. vesiculosus.
В лаборатории
6-9 Вт/м
январь
апрель
0.232
0.215
2
100 Вт/м2
январь
апрель
0.296
0.475
16. Задача. Губа Ярнышная. Верхняя литораль: биоценоз Fucus vesiculosus+
Ascophyllum nodosum, 5 видов водорослей. Средняя литораль: биоценоз Fucus
vesiculosus+ Ascophyllum nodosum, 22 вида. Нижняя литораль: биоценоз Fucus
vesiculosus+ Fucus distichus, 19 видов. Сублитораль, глубина 2-5 м: биоценоз
Stictyosiphon tortilis+Acrosiphonia sp., 24 вида. Сублитораль, глубина 5 м: биоценоз
Desmarestia aculeata+Laminaria saccharina, 14 видов. При движении от верхней
литорали к сублиторали изменяется характер грунта, в верхней литорали преобладают
каменистые россыпи на песке, средняя литораль – камни на песке, нижняя литораль и
глубже – илистый песок с камнями.
Постройте график зависимости числа видов водорослей от глубины.
Охарактеризуйте наблюдаемое распределение видов в биоценозах в кутовой части
губы Ярнышной в связи с глубиной, характером грунта, движением воды.