Программа для итоговой государственной аттестации (госэкзамена)
По общей биологии
Введение
Биология как наука. Место биологии в системе научного знания, связь с другими науками. Краткая история и основные тенденции развития биологии. Особенности современного этапа развития биологии. Теоретические и прикладные аспекты биологии. Направления биологических исследований (естественно-исторические, физико-химические, эволюционные, экологические и др.). Структура биологии как комплекса научных дисциплин. Методология биологии.
Жизнь как форма существования материи. Критерии и специфика живого. Понятие биологической системы. Структурные уровни иерархии живого.
Основные концепции происхождения жизни на Земле.
Биология клетки
Клеточная теория. Клетка как элементарная биологическая система. Химический состав клетки. Характеристика основных групп неорганических и органических компонентов клетки, их функции.
Пространственно-временная организация клетки. Строение, химический состав и функции клеточных компартментов: гиалоплазма и органоиды. Структура, свойства, функции и генез биологических мембран. Механизмы трансмембранного переноса веществ. Особенности пространственной организации прокариотной и эукариотной клеток, клеток растений, животных, грибов.
Общая характеристика клеточного метаболизма. Автотрофный и гетеротрофный типы обмена веществ. Основные метаболические процессы автотрофной и гетеротрофной клеток. Источники углерода, энергии и восстановителей для автотрофов и гетеротрофов. Пластический и энергетический аспекты метаболизма. Общая схема энергетики клетки. Механизмы образования АТФ.
Регуляция обмена веществ. Метаболический и генетический типы регуляции. Регуляция внешними факторами. Механизм действия ферментов.
Общая характеристика гетеротрофных процессов в клетке, их роль. Автотрофные процессы: хемосинтез и фотосинтез. Механизмы. Значение.
Реакции матричного синтеза. Синтез ДНК, РНК, белков. Характеристика и значение процессов репликации, транскрипции, процессинга, трансляции. Посттрансляция. Фолдинг белков. Шапероны. Явления самосборки. Протеолиз, протеосомы, убиквитин.
Сигнальные системы клеток. Трансдукция сигналов.
Онтогенез клетки, характеристика основных фаз. Типы деления ядра и клетки, их характеристика и значение. Регуляция клеточного цикла. Некроз и апоптоз клеток.
Происхождение и эволюция клетки, ее метаболических и энергетических систем.
Теоретические и прикладные аспекты биологии клетки.
Неклеточные формы жизни - вирусы. Классификация вирусов. Строение и размножение вирусов. Обратная транскрипция. Теоретические и прикладные аспекты вирусологии.
Биотехнологогия
Традиционная и современная биотехнология. Основные направления биотехнологии. Микробиологический синтез. Биотехнология на основе растительных клеток. Культуры животных клеток. Стволовые клетки. Молекулярная биотехнология. Генетическая инженерия. Способы получения трансгенных организмов. Цели трансгеноза. Генетически модифицированные организмы и проблемы биобезопасности.
Основы иммунологии
Иммунитет. Иммунные системы растений и животных. Виды иммунитета. Общие представления о клеточном и гуморальном иммунитете. Антитела и антигены. Рецепторы и иммуноглобулины. Роль сигнальных систем в формировании иммунного ответа.
Воспроизведение биологических систем и индивидуальное развитие
Воспроизведение – фундаментальное свойство биологических систем разных уровней иерархии. Размножение организмов. Типы размножения: бесполое и половое. Виды бесполого и полового размножения (вегетативное, споровое, эмбриоидогенез, клонирование, шизогония, апомиксис, партеногенез и др.). Клеточные основы размножения. Значение разных видов размножения.
Биология индивидуального развития. Преформизм и эпигенез. Понятия «рост», «развитие», «морфогенез», «онтогенез». Периодизация онтогенеза. Особенности основных этапов развития у растений, животных, грибов.
Клеточные и молекулярные основы роста и развития. Тотипотентность клеток многоклеточного организма. Дифференциальная экспрессия генов.
Эмбриональное развитие растений и животных. Формирование тканей и органов. Постэмбриональное развитие. Прямое развитие и развитие с метаморфозом, развитие с полным и неполным превращением Эволюционное и экологическое значение разных типов развития. Циклы развития растений, грибов, животных. Старение и смерть организмов.
Морфогенез. Морфогенетическое пространство. Эндогенные и экзогенные факторы морфогенеза организмов. Гормоны растений и животных как морфогенетические факторы. Генетические и эпигенетические процессы и онтогенез.
Генетика
Генетика - наука о наследственности и изменчивости организмов. Понятия генотип, фенотип. Молекулярная генетика. Ген. Структура гена прокариот и эукариот. Генетический код. Упаковка генетического материала. Генетические системы клетки и их взаимодействие.
Хромосомная теория наследственности.
Доминантные и рецессивные признаки. Аллельные гены. Генотип и фенотип.
Менделевские законы наследования. Взаимодействие и множественное действие генов. Сцепленное наследование признаков. Нарушение сцепления. Рекомбинации у про- и эукариот, их значение.
Генетика пола. Сцепленное с полом наследование признаков.
Цитоплазматическая наследственность. Общая характеристика ядерного, пластидного и митохондриального геномов. Плазмиды. Микросателлитные ДНК.
Мутационная изменчивость. Типы мутаций. Индуцированный мутагенез. Загрязнение природной среды мутагенами и его последствия. Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости. Эволюционная роль мутаций. Модификационная изменчивость. Норма реакции. Генотип, фенотип, среда, эволюция.
Классическая и молекулярная генетика человека. Геном человека. Фундаментальное и прикладное значение классической и молекулярной генетики.