Биохимия и молекулярная биология

Теоретические аспекты и актуальные проблемы биохимии и молекулярной биологии. Структурно-функциональная организация клетки и субклеточных систем; механизмы биосинтеза белков и нуклеиновых кислот; молекулярная биология клетки; биотехнология и генетическая инженерия; молекулярные механизмы регуляции и адаптации функций клетки и организма. Сравнительная и эволюционная биохимия. Медицинская и динамическая биохимия, экологическая биохимия, иммунология, вирусология. Методы функциональной и клинической биохимии, молекулярной биологии, биотехнологии.

Роль обмена веществ в обеспечении пластических и энергетических потребностей организмов растений и животных. Способы обеспечения организмов энергией – брожение, дыхание, фотосинтез, хемосинтез. Общие принципы и различия в регуляции жизнедеятельности организмов растений и животных.

Белки. Уровни организации белковой молекулы. Связь ее структуры и функции. Ферменты, коферменты. Механизмы действия ферментов. Теория матричного биосинтеза белков. Строение и функции рибосом.

Природа гена, молекулярные механизмы передачи генетической информации в клетке. Структура генов. Особенности наследования при их взаимодействии.

Теоретические концепции и актуальные направления науки о защитных системах организмов. Иммунитет растений, животных и человека. Строение, свойства и взаимодействие антигенов и антител. Иммунохимия. Иммуногенетика. Цитологические механизмы иммунного ответа. Сравнительная иммунология. Основные методы иммунологии и их использование для решения фундаментальных проблем биологии, выделения и идентификации индивидуальных белков.

Особенности организации индивидуального развития у представителей разных типов Metazoa. Морфологическая и молекулярно-биологическая характеристика гаметогенеза позвоночных. Оплодотворение. Дробление. Формирование общего плана строения зародыша. Индивидуальное развитие и филогения. Индивидуальное развитие модельных объектов - представителей Spiralia, насекомых, иглокожих, асцидий, бесчерепных, рыб, амфибий, птиц и млекопитающих. Молекулярно-биологические основы индивидуального развития. Теория дифференциальной активности генов. Морфогенез и его механизмы (рост, межклеточные взаимодействия, миграция клеток, апоптоз). Закономерности становления пространственной организации зародыша. Представление о позиционной информации и морфогенетических полях. Молекулярно-генетические механизмы сегментации тела насекомых на примере дрозофилы. Молекулярно-генетические механизмы развития конечности позвоночных. Проблемы регенерации и бесполого размножения. Детерминация пола у животных. Молекулярно-генетические механизмы детерминации пола у нематоды Caenorhabditis elegans, дрозофилы, млекопитающих. Определение пола, зависимое от среды.

Генетика

Общая генетика, генетический анализ, цитогенетика, молекулярная генетика, биотехнология, генная инженерия, генетика микроорганизмов, генетика растений, генетика животных, генетика человека, популяционная генетика, экологическая генетика, мутационный процесс, молекулярные основы эволюции, генетика развития, генетика органелл, симбиогенетика, мобильные элементы генома, генетический контроль клеточного цикла, генетический контроль: репликации, рекомбинации, транскрипции, трансляции, сплайсинг. Генная и клеточная инженерия высших растений. Структура и функции хромосом. Генетика поведения. Иммуногенетика. История генетики. Методы количественного анализа, вариационная статистика в генетике.

Материальные основы наследственности. Мутационная изменчивость и ее формы и роль в эволюции. Нехромосомное наследование. Влияние физических и химических мутагенов на мутационный процесс.

Наследование количественных признаков.

Методы изучения генетики человека и их специфика. Хромосомы человека в норме и патологии. Опасность радиации и химических мутагенов для человека и его потомства.

Теория эволюции

Уровни организации жизни и их взаимодействие с процессом эволюции органического мира. Основные гипотезы возникновения жизни на Земле. Основные положения синтетической теории эволюции.

Микроэволюция. Естественный отбор: определение, принципы действия, основные типы и формы. Абсолютная и относительная приспособленность. Действие отбора на количественные признаки; селекционный дифференциал и ответ популяции на отбор. Генетический дрейф и популяционные волны. Инбридинг. Эффективная величина популяции. Источники и природа генетической изменчивости в популяциях. Генетический полиморфизм: формы и механизмы поддержания. Поток генов и изоляция как факторы микроэволюции. Молекулярная эволюция и теория нейтральности. Плата за отбор и генетический груз популяции.

Естественный отбор и адаптация. Естественный отбор и фенотипическая изменчивость; значение нормы реакции. Генетическая ассимиляция как важнейший механизм эволюции. Единицы и уровни естественного отбора. Групповой и родственный отбор; эволюция альтруизма. Эволюция рекомбинации и полового размножения. Естественный отбор и соотношение полов в популяциях. Половой отбор: формы, механизмы и роль в эволюции. Эволюция систем спаривания у животных.

Вид и видообразование. Основные концепции вида. Критерии вида. Концепция биологического вида. Структура биологического вида. Дивергентное и недивергентное видообразование. Постепенное и "мгновенное" видообразование. Аллопатрическое и симпатрическое видообразование. Гибридные зоны. Отбор на усиление изоляции. Изолирующие механизмы.

Закономерности макроэволюции. Фенетическая, кладистическая и эволюционная школы в систематике. Методы реконструирования филогении: кладистический анализ; гомология и гомоплазия. Соотношение микро- и макроэволюции. Возникновение нового в эволюции. Факторы, определяющие и ограничивающие эволюцию формы. Соотношение онтогенеза и филогенеза; роль различных форм гетерохронии и аллометрии в образовании новых форм. Скорость эволюции в разных группах организмов. Филетический градуализм и теория прерывистого равновесия. Неравномерность и мозаичность эволюции. Дивергенция, конвергенция, параллелизм. Адаптивная радиация. Прогресс и регресс в эволюции. Биологический и морфофизиологический прогресс. Ароморфозы и идиоадаптации. Причины вымирания организмов. Массовые вымирания в истории Земли и их возможные причины.

Теория филэмбриогенезов А.Н.Северцова. Доказательства эволюции.

Человек как биосоциальный вид. Предпосылки и основные факторы его эволюции. Этапы антропогенеза.

Ш. Рекомендуемая литература для подготовки

Основная литература:

- Верещагина В.А. Основы общей цитологии. М.: Изд. центр «Академия», 2007. -169с.

- Чернова Н.М., Былова А.М. Основы экологии. М.: Дрофа, 2011.

- Воронцов Н.Н. Развитие эволюционных идей в биологии. М.: 2003.

- Жимулев И.Ф. Общая и молекулярная генетика. Новосибирск: Сибирское университетское издательство, 2003. -478с.

- Иорданский Н.Н. Эволюция жизни. М.: Изд. центр «Академия», 2001.

- Коничев А.С., Севастьянова Г.А. Молекулярная биология. М., Академия, 2008. - 400c.

- Северцов А.С. Теория эволюции. М.: Изд. центр «Владос», 2005

- Константинов В.М., Галушин В.М., Жигарев И.А., Челидзе Ю.Б. Рациональное использование природных ресурсов и охрана природы. Учебное пособие для студ. высш. учеб. заведений под ред. В.М.Константинова. – М.: Издательский центр «Академия», 2009. – 272 с.

- Шевченко В.А., Топорнина Н.А., Стволинская Н.С. Генетика человека. М.: Изд. центр «Владос», 2002. -240с.

- Филиппович Ю.Б., Коничев А.С., Севастьянова Г.А., Кутузова Н.М. Биохимические основы жизнедеятельности человека. – М.: ВЛАДОС, 2005. – 407с.

Дополнительная литература:

- Бигон М., Дж. Харпер, К. Таундсен. Экология. Особи, популяции, сообщества, т. I, II. М., Мир. 1989.

- Жигарев И.А. 350 задач и ответов по экологии. М.: МПГУ. 2001.

- Еськов К.Ю. История земли и жизни на ней. М.: ЭНАС, 2004.

- Кузнецова Н.А. Хрестоматия по общей экологии (развитие идей). М.: Изд-во МНЭПУ. 2001.

- Медоуз Д., Рандерс Й., Медоуз Д.. Пределы роста. М. Академкнига. 2007.

- Марфенин Н.Н. Устойчивое развитие человечества: Учебник. — М.: Изд-во МГУ, 2007. 624 с.

- Нанотехнологии. Азбука для всех. Под ред. Ю.Д. Третьякова. – М.: Физматлит, 2008. – 368с.

- Степанов В.М. Молекулярная биология. Структура и функции белков. – М.: «Наука». 2005. – 334с.