Содержание курса по биологии для РБ 2012- 2013 учебный год
ТЕМЫКУРСА
Введение в общую биологию.
1.Предмет биологии и структура биологической науки. Классификация биологических наук в зависимости от объекта исследований и от уровня организации живых объектов. Объекты биологии. Многообразие живой природы. Задачи общей биологии.
2.Значение общей биологии в естественнонаучной картине мира (материалистическое мировоззрение, экологическое мышление, практическое значение, теоретическая основа медицины).
3.Основные признаки, отличающие живые системы от мира неживой природы. Единство химического состава, обмен веществ и энергии, раздражимость, способность к росту и развитию, самовоспроизведение, наследственность, адаптация.
4.Методы общей биологии: эмпирический (наблюдения, эксперимент, сравнительный метод, системный) и теоретический (факт - гипотеза - эмпирический уровень - закон - теория). Понятие биологической системы.
Основные понятия, принятые в современной биологии:
5.Закономерности – симметрия, полярность, метамерность, цикличность, изменчивость, наследственность, приспобленность, зональность, единство живого вещества;
6.Законы – биогенетический закон, законы зародышевого сходства, закон необратимости эволюции, эволюционного развития, наследования, закон сохранения энергии, закон минимума, закон биогенной миграции атомов.
7.Теории – теория возникновения жизни на Земле, клеточная теория, теория эволюции, теория естественного отбора, хромосомная теория наследственности.
8.Основные концепции современной биологии: материальная сущность жизни, многоуровневая организация жизни, биологическая информация и самовоспроизводство, саморегуляция живых систем, самоорганизация и биологическая эволюция.
Многоуровневая организация жизни.
9. Системная организация жизни. Уровни организации живых систем (органические молекулы, макромолекулы и их ансамбли,
клеточные органелы, клетки, ткани, органы, организмы, популяции, виды, сообщества, экосистемы, биосфера).
10.Молекулярно-генетический уровень. Макромолекулы – полимеры. Четыре типа макромолекул, характерных для живых организмов: углеводы, белки, нуклеиновые кислоты, липиды. Их общая характеристика. Органоиды. Понятие и примеры.
11.Онтогенетический уровень. Понятие онтогенеза. Принципиальное сходство клетки и целого организма.
12.Популяционно-видовой уровень. Определение вида. Ареалы. Эндемические виды, виды космополиты. Определение популяции, ее значение для эволюции.
13.Биогеоценотический уровень. Понятие сообщества, классификация сообществ по категориям. Биоценоз, Биотоп. Биогеоценоз.
Биосфера. Материальная сущность жизни. Историческое развитие взглядов
на природу жизни. Материализм – механицизм, машинная теория, физикализм. Идеализм – витализм. Современный взгляд на сущность жизни.
Химия жизни. Элементы и вода.
14.Элементарный химический состав организмов. Сравнение живых и неживых объектов с точки зрения химии. Основные элементы и виды биологических макромолекул. Микроэлементы, их значение для организмов.
15.Углерод – основной элемент живых организмов. Свойства атомов углерода, определяющие их значение для жизни: размеры, валентность, способность к цепеобразованию. Химические связи и взаимодействия между молекулами, характерные для живых объектов. Ковалентная связь, ионная связь.
16.Взаимодействие ион-диполь, взаимодействие диполь-диполь, взаимодействия Ван-дер-Вальса, гидрофобные взаимодействия.
17.Растворы. Вода и ее роль в живых организмах. Вода как компонент живых клеток и как среда обитания. Вода как аномальная жидкость. Свойства воды, обуславливающие ее жизненно важное значение: растворитель, теплоемкость и теплопроводность, теплота испарения, поведение вблизи точки замерзания, поверхностное натяжение, когезия и адгезия. Основные жизненно важные биологические функции воды.
Основные типы биологически важных соединений.
18.Введение. Четыре типа биологических макромолекул. Понятия – мономеры,олигомеры, полимеры. Элементарные единицы основных макромолекул живых организмов.
19.Общая классификация углеводов. Моносахариды, олигосахариды, полисахариды.
Гетерополисахариды: гликолипиды, гликопротеиды. Принцип их построения и биологические функции.
20.Общая классификация липидов. Простые липиды, жирные кислоты насыщенные и ненасыщенные жирные кислоты. Свойства и примеры.
Сложные липиды. Неполярные (нейтральные) липиды. Жиры и масла.
Фосфолипиды, гликолипиды, липопротеиды. Их сходство и различия
строения и свойств. Свойства липидов, определяющие их биологическую значимость.
21.Азотистые основания, пурины и пиримидины. Нуклеозиды и нуклеотиды. Строение нуклеотидов и их функции в организме. Реакции полимеризации нуклеотидов. Полинуклеотиды. Рибонуклеиновая кислота. Общее строение, типы РНК: транспортная, рибосомальная, матричная, малые ядерные РНК. Их функции и значение.
22.Структура дезоксирибонуклеиновой кислоты. Главные научные достижения в области изучения структуры ДНК. Лайнус Полинг, Морис Уилкинс и Розалинд Франклин. Джеймсон Уотсон и Фрэнсис Крик. Современные представления о структуре ДНК.
23.Белки как структурно-функциональная основа жизни. Аминокислоты, общий тип их строение и свойства. Классификация аминокислот: неполярные, полярные незаряженные, заряженные аминокислоты. Амфотерность аминокислот, понятие цвиттер-ион. Стереоизомерия аминокислот.
24.Пептидная связь. Полипептиды, виды связей между аминокислотами (ковалентная, ионная, дисульфидная).
Белки. Структура белков. Особенности и свойства структур.
Первичная структура, роль последовательности аминокислот
Вторичная структура белка: альфа- спираль, Бетта-складчатая форма, беспорядочный клубок. Связи, обуславливающие вторичную структуру белка.
Третичная структура белка. Связи, стабилизирующие третичную структуру (электростатические, водородные, гидрофобные взаимодействия, дисульфидные).
Четвертичная структура. Понятия протомеры, простетическая группа. Связи между протомерами (ионные, водородные, гидрофобные).
25.Принципы свертывания белков. Денатурация белков.
Типы классификаций белков (по составу, по структуре, по функциям). Сложные протеиды (гликопротеиды, протеогликаны, липопротеиды, фосфопротеиды).
26.Методы выделения и анализа белков: высаливание, диализ, гель- фильтрация, электрофорез. Физические принципы технологий.
Катаболизм, Анаболизм. Взаимосвязь катаболизма и анаболизма.
Два закона термодинамики, работающие в живых системах.
27.Питание как процесс приобретения энергии и вещества живыми организмами. Фототрофные и хемотрофные организмы. Авторофные и гетеротрофные организмы. Значимость и соотношение этих форм организмов в живой природе.
28.Макроэргические соединения АТФ, структура и свойства.
Фотосинтез: световые и темновые реакции. Сопряжение энергетического и пластического обменов.
Биология клетки.
29. Этапы развития цитологии – учения о клетке. Клеточная теория Шванна. Ее основные положения. Методы изучения клеток.
30.Единство и разнообразие клеточных типов.
Основные типы клеток: прокариотная клетка – бактериальная и эукариотическая клетка – растительная и животная. Сходство и различие двух типов клеток. Основные структурно-функциональные подсистемы клеток обоих типов. Симбиотическая теория происхождения эукариотов.
31.Вирусы. Вирусы как особая форма организации материи. Размеры и строение вирусов. Два типа симметрии (спиральная и кубическая).
Жизненные циклы. Вирусы как возбудители заболеваний растений, животных и человека.
32.Бактерии.
Бактерии. Строение бактерий. Грам-положительные и грам- отрицательные бактерии. Особенности ДНК бактерий. Рост и размножение, жизненные циклы.
Питание: сапрофиты, симбиоты, паразиты.
Значение бактерий в природе и для человека. Использование в хозяйстве (техническая микробиология). Патогенные бактерии как возбудители заболеваний у животных и человека.
33.Эукариотическая клетка.
Принципы структурной организации клеток. Общая схема строения животной и растительной клетки. Сходство и различия клеток животных и растений. Основные структурные единицы любой клетки.
34.Функции биологических мембран. Состав биологических мембран. Общая схема строения мембран. Проницаемость мембран. Транспорт веществ через мембраны.
Диффузия, осмос, активный транспорт, экзоцитоз и эндоцитоз.
35.Ядр. Строение ядра. Ядерная оболочка и ядерные поры. Хроматин и хромосомы. Ядрышко. Функции ядра.
36.Протоплазма, цитоплазма, цитозоль.
37.Основные органеллы клетки. Фракционирование клеток.
38.Эндоплазматический ретикулум. Типы ЭР. Функции ЭР. Связи ЭР с другими внутриклеточными органеллами.
39.Рибосомы. Строение рибосом. Полисомы. Функции рибосом.
Аппарат Гольджи. Строение и функции аппарата Гольджи в эукариотических клетках.
Митохондрии. Строение митохондрий. Содержание в клетках разных типов. Происхождение (симбиотическая теория). Функции митохондрий.
Лизосомы. Ферменты большинства лизосом. Происхождение лизосом. Первичные и вторичные лизосомы. Основные функции лизосом. Автофагия и автолиз.
40.Клеточный цикл. Главные стадии клеточного цикла: интерфаза, кариокинез,цитокинез.
Митоз. Принципиальная схема митоза. Значение митоза: генетическая стабильность, рост, регенерация, замещение клеток, бесполое размножение.
Мейоз. Принципиальная схема мейоза. Значение мейоза для организмов: половое размножение, генетическая изменчивость.
41. Самовоспроизведение жизни..
Индивидуальное развитие организмов. Общая схема отногенеза.
Формы размножения: бесполое и половое.
42.Бесполое размножение. Типы бесполого размножения. Деление: бинарное и множественное. Споруляция. Почкование.
Фрагментация: естественная и случайная. Вегетативное размножение. Значение бесполого размножения, его достоинства и недостатки. Клонирование как один из видов бесполого воспроизведения жизни.
43.Половое размножение. Гаплоидные и диплоидные клетки. Гаметы. Раздельнополые и двуполые особи. Типы полового размножения: истинно половое, гермафродитизм, партеногенез.
44. Генотип и фенотип.
Ученые, родоначальники генетики как науки о наследственности и изменчивости. Основные понятия генетики. Определение понятий генотип и фенотип. Взаимоотношение генотипа и фенотипа.
45.Изменчивость. Формы изменчивости.
Модификационная (фенотипическая) изменчивость. Свойства модификаций: ненаследуемость, групповой характер изменений, роль факторов внешней среды, норма реакции.
Наследственная (генотипическая) изменчивость. Типы наследственной изменчивости. Комбинативная изменчивость.
46.Мутационная изменчивость. Классификация мутаций: по характеру, по месту и по уровню их возникновения. Доминантные и рецессивные мутации. Соматические и генеративные мутации. Хромосомные и генные (точечные) мутации. Свойства мутаций: скачкообразность, наследственность, ненаправленность, повторность.
Хромосомные мутации. Анэуплодия, полиплодия, хромосомные перестройки. Управляемые хромосомные мутации и их значение для хозяйственной деятельности человека. Некоторые заболевания, связанные с хромосомными мутациями.
47.Генные мутации. Классификация генных мутаций по месту возникновения. Типы генных мутаций: дупликация, делеция, инверсия и др.
Частота мутаций и причины их возникновения. Факторы мутагенеза – три группы факторов. Химические факторы. Основные категории химического мутагенеза. Физические факторы. Виды излучений, действующих на наследственный материал. Радиация и мутации у человека.
Происхождение жизни.
Исторический взгляд на теории возникновения органического мира. Креационизм, теория стационарного состояния, спонтанное зарождение жизни, панспермия, биохимическая эволюция.
49.Самозарождение жизни: Демокрит, Эпикур, Аристотель. Значение трудов Франческо Реди и Луи Пастера.
Теория панспермии: Анаксагор, Герман ван Гельмгольц, Свант Аррениус. Взгляды А.И. Опарина, Дж. Холдейна, Гарольда Юри.
50.Современные взгляды на происхождение жизни. Химическая эволюция. Опыты У.Харисона, М. Кальвина, С. Миллера, С. Фокса.
Коацерватная гипотеза. Этапы биохимической эволюции:образование простых органических молекул, образование макромолекул, появление механизма репликации.
Эволюционизм до Ч. Дарвина. Теории Э. Бауэра, С. Берга.
Современное понимание механизмов эволюции органического мира.