Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Программа обсуждена и утверждена на заседании кафедр:
анатомии, физиологии человека и животных
16.12.2010, протокол №4
Зав. каф. д.б.н., профессор Д. З. Шибкова
____________________________
ботаники, экологии и МПБ
16.12.2010, протокол №4
Зав. каф. д. с/х.н., профессор Г.Ф. Манторова
______________________________
СОДЕРЖАНИЕ ГОСУДАРСТВЕННОГО ЭКЗАМЕНА ПО БИОЛОГИИ
I. Строение и жизнедеятельность клетки
Основы клеточной теории. Важнейшие положения клеточной теории. Значение клеточной теории. Современная трактовка клеточной теории. Общие принципы строения клетки. Общность строения клеток прокариот и эукариот; клеток растительных и животных организмов; клеток одноклеточных и многоклеточных организмов. Морфологические особенности клеток в связи с выполняемыми функциями. Основные направления исследования клетки в современной цитологии.
Биологические мембраны. История изучения биологических мембран. Общая характеристика биологических мембран. Химический состав и молекулярная организация биомембран. Свойства: избирательная проницаемость, динамичность, ассиметричность, самозамыкаемость. Основные функции биологических мембран: барьерная, транспортная, рецепторная, ферментативная. Мембранные структуры клетки. Происхождение, эволюция и биогенез мембранных органелл клетки. Производные плазматической мембраны: микроворсинки, реснички, жгутики их строение, особенности молекулярной организации, функции.
Опорно-двигательный аппарат клетки. Промежуточные филаменты, их строение и функции. Микротрубочки: химический состав, строение и функции. Цитоплазматические микротрубочки как опорные, «каркасные», элементы клетки, роль микротрубочек в обеспечении движения цитоплазмы. Реснички, жгутики, веретено деления эукариот, как производные микротрубочек, их субмикроскропическое строение и функции. Движение с помощью ресничек и жгутиков, общие представления, механизмы и энергетика процессов, значение в жизнедеятельности организма. Микрофиламенты, их строение и функции. Роль микрофиламентов в обеспечении движения цитоплазмы и амебоидных движениях клеток, в процессах эндоцитоза. Миофибриллы, как органеллы специального назначения мышечных волокон, их организация и функции. Молекулярные механизмы мышечного сокращения, энергетика процесса. Роль ионов кальция в процессе мышечного сокращения. Движения клеток: движение протоплазмы, фагоцитоз, амебоидные движения, движения ресничек и жгутиков, движение структур клетки в митозе, мышечное сокращение. Общая морфологическая характеристика мышечных клеток. Молекулярные механизмы движения клеток.
Представление о жизненном цикле клеток. Продолжительность жизни клеток. Классификация клеточных популяций в зависимости от продолжительности жизни их клеток. Жизненный цикл неделящихся и делящихся клеток. Старение. Гибель клеток: некроз и апоптоз. Интерфаза и ее периоды: пресинтетический. синтетический, постсинтетический. Характеристика процессов, происходящих в интерфазе и значение их в жизни клетки.
Биосинтез белка. Морфофункциональная организация ядра и его роль в жизнедеятельности клетки. Хромосомы: химический состав, молекулярная организация. Ген, генотип, генетический код. Основные этапы реализации генетической информации (биосинтеза белка в клетке). Роль и взаимодействие структур клетки в процессе синтеза белков для нужд самой клетки и секретируемых продуктов.
Физиология растительной клетки. Морфофункциональные и молекулярные особенности организации растительной клетки. Преобразование веществ и энергии при фотосинтезе и дыхании. Фотосинтез и дыхание – основа энергетического и пластического обмена растительной клетки. Особенности фотосинтеза. Структура и функции хлоропластов. Пигменты, их строение и свойства. Сущность световой фазы фотосинтеза. Разнообразие путей темновой фиксации СО2. Пути накопления энергии в растительной клетке: анаэробный гликолиз и окислительное фосфорилирование. Преобразование веществ и энергии при дыхании и брожении в растительной клетке. Механизм образование АТР (по Митчеллу). Анаэробная и аэробная фазы дыхания, гликолитический путь дыхания. Пентозофосфатный путь окисления глюкозы. Взаимосвязь дыхательного и нуклеинового обменов.
Воспроизведение клеток. Жизненный цикл клеток. Фазы клеточного цикла и их причинная взаимосвязь. Митоз эукариотических клеток. Фазы митоза, их особенности. Молекулярная и структурно-функциональная характеристика митотического аппарата клетки. Механика клеточного деления. Регуляция клеточного деления у многоклеточных организмов. Биологическое значение митоза. Строение и гибель клеток.
Мейоз. Фазы мейоза и их характеристика. Важнейшие процессы, происходящие в профазе I мейоза: конъюгация, кроссинговер, редукция числа хромосом. Биологическое значение мейоза. Отличие мейоза от митоза.
Митоз эукариотических клеток. Фазы митоза, их особенности. Митотический индекс. Митотический аппарат и клеточные органоиды в процессе митоза. Ультраструктура и химический состав митотического аппарата. Происхождение и эволюция митотического аппарата. Механизм движения хромосом в митозе. Цитокинез животных и растительных клеток. Метаболизм делящейся клетки. Регуляция митоза. Различные формы патологии митоза и факторы, их вызывающие. Злокачественный рост. Значение митоза в передаче генетической информации и сохранении видовой специфичности организмов. Митоз у простейших. Эндомитоз. Соматическая полиплоидия. Политения. Амитоз, (прямое деление клетки). Форма амитоза, встречаемость и значение.
Половые клетки. Морфофункциональные особенности организации половых клеток животных и человека. Овогенез и сперматогенез. Развитие половых клеток у семенных растений. Двойное оплодотворение у семенных растений
II. Целостность многоклеточного организма и механизмы ее обеспечения
Уровни структурно-функциональной организации многоклеточного организма. Клеточный, тканевой, органный, организменный, биосферный.
Обмен веществ и энергии как основа жизнедеятельности организма. Накопление свободной энергии как отличительная особенность обмена веществ в живых организмах. Обмен белков, жиров и углеводов. Водно-солевой обмен. Роль обмена веществ в обеспечении физико-химического постоянства внутренней среды организма. Регуляция обмена веществ.
Водный режим растений. Морфологические и анатомические особенности корневой системы как органа поглощения воды. Поступление воды через корневую систему. Верхний и нижний двигатели водного тока в растении. Корневое давление. Влияние внешних условий на поступление воды через корневую систему. Транспирация. Устьичная и кутикулярная транспирация. Этапы устьичной транспирации. Влияние на транспирацию внешних условий: влажность воздуха, свет, температура, влажность почвы.
Рост и развитие растений. Понятие роста и развития растений их взаимосвязь. Критерии роста и развития. Отличия роста растений от животных организмов. Особенности роста растительного организма. Расположение меристем и темпы роста различных органов растений. Большая кривая роста. Влияние внешних условий на рост. Гормоны растений (фитогормоны) как основные регуляторы процесса роста и развития. Физиологические и морфологические изменения в процессе развития растений, их взаимосвязь. Регуляция процессов развития растений.
Гомеостаз и адаптация.Системы поддержания относительного постоянства внутренней среды организма (К. Бернер, В Кеннон). Современные представления о гомеостазе. Саморегуляция функций – основной механизм поддержания гомеостаза. Функциональная система, её звенья как инструмент поддержания гомеостаза и адаптации организма. Саморегуляция как механизм, обеспечивающий целостность многоклеточного организма. Местная саморегуляция. Специализированные системы регуляции: гуморальная и нервная. Принципы структурно-функциональной организации систем самоуправления многоклеточного организма. Единство нервной и гуморальной регуляции функций организма. Физическая и химическая природа передатчиков информации в системах регуляции.
Понятие об адаптации, о её физиологическом содержании. Морфологические и функциональные основы адаптации. Виды адаптации, « цена» адаптации. Механизмы саморегуляции функций многоклеточного организма.
Физиология основных нервных структур. Нервная система как специализированная система регуляции функций организма. Рефлекс как форма проявления жизнедеятельности организма. Видовые (безусловные) и индивидуальные (условные) рефлексы.
Рефлекс как основной акт нервной деятельности. Общая схема рефлекторной дуги, характеристика её звеньев. Рефлекс как реакция всего организма. Классификация рефлексов.
Интегративная функция нервной системы. Понятие о рефлекторном кольце. Взаимосвязь соматических и висцеральных афферентных входов, центров и эфферентных путей. Основные принципы координации функций: взаимодействие процессов возбуждения и торможения, иррадиации и концентрации нервных процессов, принцип конвергенции. Явление доминанты.
Высшая нервная деятельность
Роль высшей нервной деятельности в адаптации организма. Врожденные и приобретенные формы поведения. Отличия условных рефлексов от безусловных.
Образование условных рефлексов. Условия, необходимые для образования условного рефлекса. Агенты, которые могут стать условными раздражителями. Время как условный раздражитель. Комплексный характер раздражителей.
Поведенческие реакции организма. Свойства нервных процессов, определяющие индивидуальные особенности поведения. Функциональная система организма и ее роль в организации поведенческого акта (П. К. Анохин). Мотивации, эмоции и поведенческие реакции организма. Роль лимбической области мозга в их осуществлении Типологические особенности поведения человека. Специализация доминирования полушарий большого мозга. Биологическое и социальное в природе человека.
Физиология сенсорных систем. Сенсорные системы организма и обмен информацией. Восприятие сигналов внешней и внутренней среды организма - функция анализаторных систем. Общий принцип строения анализаторных систем: периферический, проводниковый и центральный отделы. Кодирование информации в анализаторных системах.
Общие закономерности функций анализаторов. Учение И. П. Павлова об анализаторах. Сенсорные системы как единая система, обеспечивающая анализ раздражений. Органы чувств как источник информации о раздражителях внешней и внутренней среды. Классификация рецепторов, их специализация. Периферический и центральный анализ раздражений. Роль анализаторов в познании окружающего мира. Ошибки органов чувств и их устранение. Практика как критерий достоверности восприятия внешнего мира.
Гормональная регуляция физиологических функций. Эндокринная система как специализированная система регуляции функций организма. Принципы структурно-функциональной организации эндокринной системы. Особенности приема и передачи информации в эндокринной системе.
Внутрисекреторная функция специализированных желез. Тканевые гормоны. Современные представления о роли тканевых гормонов в регуляции нервных процессов в клетке. Механизм действия гормонов и их роль в жизнедеятельности организма.
Регуляция деятельности желез внутренней секреции. Система гипоталамус – гипофиз – кора надпочечников. Взаимосвязь в работе отдельных желез внутренней секреции.
Физиология системы крови. Система крови как самообновляющаяся система организма. Структурная организация и функции системы крови.
Кровь и лимфа как внутренняя среда организма. Роль крови и лимфы в сохранении постоянства внутренней среды организма. Состав плазмы. Физико-химические свойства плазмы: плотность, вязкость, осмотическое давление, активная реакция. Буферные системы. Значение белков плазмы.
Иммунные свойства крови. Понятие иммунитета и его виды. История развития учения об иммунитете (И. И. Мечников, П. Эрлих). Современное определение иммунологии. Клеточный и гуморальный иммунитет. Роль Т- и В –лимфоцитов в их осуществлении. Кооперация Т- и В-лимфоцитов при организации иммунной реакции организма. Типы иммуноглобулинов, их структура.
Физиология сердечно-сосудистой системы. Сердце – центральный орган кровообращения. Общая схема кровообращения. Особенности микроструктуры сердечной мышцы. Проводящая система сердца. Цикл сердечных сокращений.
Регуляция сердечной деятельности. Эфферентная иннервация сердца. Механизм влияний блуждающего и симпатического нервов. Тонус центров сердечных нервов. Рефлекторная регуляция деятельности сердца. Центральная регуляция сердечной деятельности. Гуморальная регуляция работы сердца. Регуляция работы сердца при физической работе.
Физиологические основы гемодинамики. Эфферентная иннервация сосудов. Эндокринно-гуморальная регуляция тонуса сосудов. Сосудодвигательный центр, его прессорный и депрессорный отделы. Зависимость сосудодвигательного центра от афферентной импульсации, нисходящих влияний из вышерасположенных центров и гуморальных раздражителей. Рефлекторные изменения сосудистого тонуса. Рецепторы нервных и гуморальных влияний. Реакции сердечно- сосудистой системы на изменения окружающей температуры, положения тела, на ускорения и физическую работу.
Физиология дыхательной системы. Значение дыхания. Внешнее и внутреннее дыхание. Механизм дыхательных движений. Показатели внешнего дыхания: лёгочная вентиляция, диффузионная способность легких, жизненная ёмкость. Объём дыхательного, дополнительного, резервного и остаточного воздуха.
Регуляция дыхания. Дыхательный центр. Ритмическая активность дыхательного центра, её механизмы. Углекислый газ как специфический раздражитель дыхательного центра. Центральная регуляция дыхания.
Особенности дыхания при различных условиях. Дыхание при мышечной работе. Дыхание в условиях повышенного и пониженного атмосферного давления.
Физиология пищеварения. Роль процессов пищеварения в жизнедеятельности организма. Внутриклеточное и внеклеточное пищеварение. Секреторный процесс.
Системная регуляция пищеварения: единство нервных, гуморальных и местных механизмов регуляции в достижении полезного эффекта пищеварения- всасывания пищевых веществ. Энтеральная система регуляции пищеварения.
III. Генетика с основами селекции
Предмет генетики. Методы и объекты генетики. Основные разделы современной генетики. Роль отечественных и зарубежных ученых в развитии генетики.
Материальные основы наследственности. Особенности организации хромосом и их функции. Кариотип. Особенности распределения хромосом при митозе и мейозе.
Закономерности наследования признаков. Наследование при моногибридном скрещивании. Понятие о генах и аллелях. Расщепление по фенотипу и генотипу. Гомозиготность и гетерозиготность. I и II законы Менделя. Наследование при дигибридном скрещивании, III закон Менделя. Общие формулы расщепления при полигибридных скрещиваниях. Наследование при взаимодействии неаллельных генов: комплементарность, эпистаз, полимерия, модифицирующее и плейотропное действие генов. Хромосомная теория определения пола. Генетические и цитологические особенности половых хромосом. Наследование через половые хромосомы. Закономерности наследования при полном сцеплении генов и кроссинговере. Основные положения хромосомной теории наследственности. Генетические карты растений, животных, человека, микроорганизмов.
Изменчивость. Принципы классификации мутаций. Генные мутации. Хромосомные перестройки. Геномные мутации. Цитоплазматические мутации, их природа и особенности. Спонтанный и индуцированный мутационный процесс. Молекулярные механизмы мутагенеза.
Природа гена. Эволюция представлений о пене, о структуре гена и аллелизме. Особенности осуществления молекулярно-генетических процессов у эукариот и прокариот.
Практическое использование достижений молекулярной генетики. Генетическая инженерия, Значение плазмид, вирусов, ферментов в генетической и клеточной инженерии.
Генетика популяций. Генетическая структура популяций организмов с перекрестным размножением и самооплодотворением. Генетическое равновесие в панмиктической менделевской популяции и его теоретический расчет в соответствии с Харди-Вайнберга, Факторы генетической динамики (инбридинг, мутационный процесс, дрейф генов, отбор, изоляция).
IV. Взаимоотношение организмов со средой
Факторы среды. Основные закономерности влияния абиотических факторов на организм. Пути адаптации. Адаптации организмов к водной и воздушной среде обитания в связи со спецификой условий этих сред.
Взаимоотношения организмов в природе. Экологическая и эволюционная роль конкурентных отношений. Отношения типа хищник-жертва, паразит-хозяин. Опыты Г.Ф. Гаузе. Значение этих отношений в регуляции численности популяции и в эволюционной судьбе видов.
Понятие «популяции» в экологии. Основные экологические характеристики популяции. Типы кривых смертности и темпов роста популяции. Возрастная структура популяции у растений и животных, ее зависимость от условий среды и значение ее изучения для прогнозирования численности. Пространственная структура популяции. Формы проявления территориальных отношений у различных видов. Биологическое значение этих отношений. Формы групповой организации у животных. Эффект группы. Система доминирования в группах. Гомеостаз. Механизмы поддержания гомеостаза в популяции. Современные представления о механизмах регуляции численности популяции.
V. Теория эволюции
Краткая характеристика додарвиновского периода в развитии биологии. Эволюционное учение Ж.Б. Ламарка. Предпосылки появления дарвинизма: успехи сравнительной анатомии, палеонтологии, цитологии, биогеографии и других наук. Основные методы научных исследований, использованные Ч. Дарвином. Теория искусственного отбора. Формы изменчивости организмов. Учение Ч. Дарвина о борьбе за существование и естественном отборе. Результаты действия естественного отбора. Значение дарвинизма в развитии биологии. Возникновение и развитие биологических наук эволюционного характера.
Синтетическая теория эволюции. Микроэволюция.
Популяция – элементарная эволюционная структура. Определение популяции. Экологические характеристики популяции: ареал. Численность, возрастной и половой состав. Эволюционно-генетические характеристики популяции: норма реакции, генетическая гетерогенность, частоты генов и генотипов, полиморфизм
Изоляция. Определение. Примеры и классификация изолирующих механизмов. Прекопуляция и посткопуляция. Эволюционная роль изоляции.
Общая характеристика борьбы за существование. Причины и следствия. Элиминация. Способы и формы элиминации. Эволюционная роль элиминации. Формы борьбы за существование. Практическое значение сведений о формах борьбы за существование.
Естественный отбор. Определение и механизм действия, формы естественного отбора. Стабилизирующий отбор. Движущий отбор. Некоторые не основные формы естественного отбора. Значение естественного отбора: накапливающая, поддерживающая, распределяющая и творческая роли.
Биологическая концепция вида. Основные положения. Доказательства реальности вида. Критерии вида: морфологический, генетико-репродуктивный, физиологический, биохимический, экологический, географический и другие. Структура вида. Аллопатрические формы вида: популяция, экологическая и географическая расы. Симпатрические формы вида: экоэлемент, изореагент, биотип. Популяционная структура вида: гибридогенная зона, географический изолят, клинальная изменчивость.
Географическая изменчивость признаков в пределах видового ареала. Правила географической изменчивости. Адаптивный характер географической изменчивости. Видообразование в природе. Аллопатрическое и симпатрическое видообразование. Механизм видообразования.
Макроэволюция.
Определение макроэволюции. Методы, используемые при изучении макроэволюционных процессов. Филетическая эволюция. Дивергенция и ее роль в возникновении таксонов. Конвергенция, как неэлементарный путь макроэволюции. Результаты конвергенции. Параллельная эволюция и ее проявление на разных уровнях организации жизни. Роль путей макроэволюции в возникновении надвидовых таксонов. Моно- и полифилия. Переходные формы. Значение переходных форм в монофилетическом возникновении таксонов.
Эволюция онтогенеза Биогенетический закон. Теория филоэмбриогенезов А.Н. Северцова. Примеры анаболии, девиаций и архаллаксисов. Эмбрионизация онтогенеза. Автономизация и виды корреляций. Эволюция органов и функций.
Происхождение жизни на Земле. Этапы происхождения жизни в соответствии с коацерватной гипотезой А.И. Опарина. Гипотезы Дж. Бернала и других ученых.
Антропогенез. Развитие представлений о месте человека в зоологической системе. Доказательства животного происхождения человека. Высшие ископаемые обезьяны. Австралопитековые. Этапы эволюции видов в роде «человек». Социальные и биологические факторы антропогенеза.
VI. Уровни организации в эволюции животных и растений
Низшие и высшие растения. Уровни морфологической организации. Филогенетические связи основных отделов растений. Гаметофитная и спорофитная линии эволюции. Чередование гапло- и диплофазы в жизни растений. Микроспорогенез и макроспорогенез. Разноспоровость и раздельнополовость и их эволюционное значение.
Эволюция вегетативных органов. Теломная теория. Нарастание и ветвление и их биологическое значение. Макрофиллия и микрофиллия. Аллорезия и гоморезия.
Эволюция генеративных органов. Теория Дэвиса. Цветок. Плод. Семя. Их биологическое значение. Покрытосемянность и ее эволюционное значение.
Проблема происхождения цветковых. Катезианская теория А.Л. Тахтаджана. Теория тропической помпы С.В. Мейна. Возможные направления эволюции цветковых. Современные системы цветковых. Роль насекомых в происхождении цветка.
Грибы. Их место в системе органического мира. Способы питания. Принципы классификации и эволюционные тенденции в размножении. Роль грибов в природе и жизни человека.
Основные этапы филогенетического развития животного мира. Эволюционные связи разных типов беспозвоночных. Филогенетическое древо хордовых.
VII. Принципы организации и функционирования экосистем
Сообщества живых организмов в природе. Биоценоз, биогеоценоз и экосистемы. Основные компоненты экосистемы. Цепи питания. Трофические уровни. Экологические пирамиды. Поток энергии в экосистемах. Особенности передачи энергии по цепям питания.
Экологические сукцессии. Общие закономерности сукцессии. Продуктивность сообществ на разных этапах сукцессии.
Учение В.И. Вернадского о биосфере. Функции живого вещества в биосфере. Круговорот веществ как условие стабильности биосферы. Перспективы и опасность возрастающего влияния человека на биосферу. Проблемы рационального использования природных ресурсов. Проблемы охраны природы в современном обществе.
ВОПРОСЫ ГОСУДАРСТВЕННОГО ЭКЗАМЕНА