«УТВЕРЖДАЮ Председатель приемной комиссии А.Д. Гуляков _ 2014 г. ПРОГРАММА ВСТУПИТЕЛЬНОГО ИСПЫТАНИЯ В МАГИСТРАТУРУ ПО НАПРАВЛЕНИЮ 06.04.01 БИОЛОГИЯ МАГИСТЕРСКАЯ ПРОГРАММА ...»

Особенности энергетики живых систем. Классификация живых организмов по используемым внешним энергетическим ресурсам. Энергетический обмен в клетке органотрофов. Пути накопления энергии: гликолиз, окислительное декарбоксилирование, окислительное фосфорилирование. Связь ультраструктурной организации митохондрий. Конвертируемые формы энергии в клетке: µ Н+, µNа+, АТФ. Законы биоэнергетики В.П. Скулачева. Ядро. Значение, строение и функции ядра и отдельных его структур. Ядерные цитоплазматические взаимоотношения. Пролиферация клеток. Классификация клеточных популяций по способности к пролиферации. Клеточный цикл и его регуляция. Покоящиеся клетки. Митоз, как универсальная форма клеточного деления, его биохимия и механика.

Амитоз, эндомитоз, мейоз. Молекулярные механизмы раздражимости и возбудимости клетки. Биоэлектрические явления, их роль в передаче информации. Клетка как элементарная биологическая система. Системность как методологический подход к изучению клетки. Свойства клетки как элементарной биологической системы. Черты строения, развития, функционирования и эволюции тканей животных. Неклеточные структуры живых организмов (симпласт, синцитий, межклеточное вещество).

Классификация и эволюция основных типов тканей животных и человека.

Эпителиальные ткани. Строение, функции, классификация, происхождение.

Регенерация эпителиальных тканей. Соединительные ткани. Основные черты строения, развития, функционирования и эволюция соединительных тканей.

Ткани внутренней среды организма (кровь, лимфа). Строение, функции, гистогенез. Скелетные ткани. Общая характеристика. Классификация, гистогенез. Мышечные ткани. Классификация, основные черты строения, функционирования и происхождение. Нервная ткань и нейроглия. Общая характеристика и гистогенез.

Генетика и эволюция.

Наследственность и изменчивость как фундаментальные свойства организма на всех уровнях организации живого (молекулярном, клеточном, организменном и популяционном). Природа гена. Развитие представлений о гене. Молекулярные механизмы реализации наследственной информации.

Цитологические механизмы митоза, мейоза. Механизмы бесполого и полового размножения. Возникновение и развитие генной теории.

Молекулярные механизмы наследственности. Молекулярные механизмы реакции наследственной информации. Природа генетического материала.

Нуклеиновые кислоты (химический состав и строение). Модель структуры ДНК Уотсона-Крика. Организация ДНК в хромосомах. Принцип комплементарности. Тонкая структура гена. Сущность и основные свойства генетического кода. Уровни управления генной активностью (оперон, синтез и-РНК и р-РНК). Механизмы трансляции. Механизмы редупликации ДНК.

Генетический год, его свойства. Транскрипция, трансляция у про- и эукариот.

Обратная транскрипция и центральная догма молекулярной биологии.

Принципы и методы генетического анализа. Закономерности наследования при моно-, ди- и полигибридных скрещиваниях. Законы И.Г. Менделя и условия их проявления. Правило «чистоты» гамет. Механизмы доминирования. Моногибридные скрещивания. Первое и второе поколение гибридов. Расщепление признаков во втором поколении гибридов.

Дигибридное скрещивание. Полигибридные скрещивания. Понятие о гено- и фенотипе. Аллельные гены. Доминантные и рецессивные гены.

Анализирующие скрещивания. Механизмы полного и неполного доминирования. Сцепленное наследование. Кроссинговер, биологический смысл, типы, механизмы, доказательства. Локализация гена. Основные закономерности наследования при взаимодействии генов. Комплементарность, эпистаз, полимерия. Плейотропия. Основные закономерности наследования при сцеплении неаллельных генов. Картирование хромосом. Генетика пола.

Цитологические основы полового размножения. Балансовая теория пола.

Наследственные заболевания, сцепленные с полом. X, У - половые хромосомы, их структура. Нехромосомное наследование. Наследственность и изменчивость. Генотипическая изменчивость. Комбинативная изменчивость, механизмы. Мутационная изменчивость, ее эволюционное значение.

Мутагенез, мутагенные эффекты природных и антропогенных факторов.

Модификационная изменчивость - формы проявления, механизмы, адаптивное и эволюционное значение. Генетические основы онтогенеза, стадии и критические периоды. Механизмы дифференцировки клеток и тканей. Органогенез. Понятие онтогенеза и его стадии. Реализация генетической информации. Органогенез и системогенез. Генетика человека.

Методы изучения. Наследственные заболевания. Мутации и наследственность человека. Проблемы медицинской генетики. Типы мутаций. Наследственные синдромы. Методы пре- и постнатальной диагностики на базе центров медико-генетического консультирования.

Наследственные заболевания. Генетика и физиология основных форм поведения. Популяция, ее генетическая структура. Генетический гомеостаз в популяциях. Факторы генетической динамики популяций. Популяции как единицы эволюционного процесса. Микроэволюция, факторы, результаты.

Генетические основы селекции. Источники изменчивости для отбора.

Системы скрещиваний у растений и животных. Методы отбора. Гетерозис.

Значение и использование селекции. Селекция в животноводстве и растениеводстве. Сорта и породы. Современная биотехнология – основные принципы, методы и перспективы работы с ДНК. Кинетика ренатурации, рестрикционный анализ, метод рекомбинантных ДНК, векторы для клонирования. Библиотека геномов. Направления генной инженерии. Закон гомологических рядов наследственной изменчивости Н.И. Вавилова, его значение для понимания закономерностей эволюции и селекции растений.

Центры происхождения культурных растений.

История эволюционных идей в развитии естественных наук. Элементы эволюционизма в учениях древнего Востока, античной и римской философии. Метафизический период в развитии биологии. Развитие систематики (Д. Рей, К. Линней). Формирование типологической концепции вида. Теории преформизма и эпигенеза. Зарождение трансформизма.

Дальнейшее развитие систематики, палеонтологии, сравнительной анатомии и сравнительной эмбриологии. Учение о естественных группах. Значение работ Ж. Кювье и Ж. Сент-Илера. Учение Ж.Б. Ламарка. Идея эволюционного развития природы. Трактовка причин эволюции.

Номиналистические представления о виде. Оценка эволюционной концепции Ламарка. Развитие эмбриологии. Создание клеточной теории. Возникновение биогеографии. Усиление экологических аспектов в изучении природы.

Исторический метод в геологии (Ч. Лайель.). Генетические основы эволюции. Микроэволюция. Понятие микроэволюции. Характеристики популяции как эколого-генетической системы. Эволюционное значение популяций как элементарной микроэволюционной единицы. Эволюционное значение адаптивных модификаций, разных форм мутаций, комбинативной изменчивости. Внутрипопуляционный полиморфизм. Факторы, изменяющие генофонд популяций. Динамика и значение резерва наследственной изменчивости (груза генов) популяций в эволюции. Роль генетикоавтоматических процессов в изменении генофонда популяций.

Популяционные волны как элементарный эволюционный фактор. Значение миграции в изменении генетической структуры популяций (поток генов).

Изоляция и ее роль в эволюции. Особенности действия элементарных факторов в эволюции агамных форм. Борьба за существование как взаимодействие организмов с окружающей средой. Причины, формы борьбы за существование. Представления о естественном отборе во времена Ч. Дарвина и в современной теории эволюции. Направления естественного отбора при разных формах борьбы за существование. Объекты, сфера действия, особенности естественного отбора. Эффективность, скорость действия, количественная характеристика естественного отбора. Формы естественного отбора и их эволюционные результаты. Понятие полового отбора. Отбор у агамных форм. Нарушения закона Харди-Вайнберга как неизбежное явление природы и как причина изменения генофонда популяции. Микроэволюция как итог взаимодействия направленных и ненаправленных факторов эволюции. Популяция как единица микроэволюции. Элементарное эволюционное явление - изменение генотипического состава популяции. Популяционная дифференцировка вида как результат микроэволюции. История развития понятия вида в биологии.

Критерии и признаки вида. Структура вида. Аллопатрические и симпатрические формы. Генетический полиморфизм, биотипы, чистые линии. Понятие политипического и биологического вида. Разнообразие путей формирования новых видов. Экологическая радиация. Филетическая эволюция. Географическое, экологическое, гибридогенное видообразование и сетчатая эволюция. Макроэволюционные процессы. Понятие эволюционного прогресса и его критерии. Пути биологического прогресса.

Биологический и морфофизиологический прогресс и регресс, критерии и способы его осуществления. Стасиморфоз. Проблемы вымирания и тупики в эволюции. Неограниченный, биологический, групповой биотехнический типы прогресса. Организация жизни. Развитие представлений о сущности жизни. Характеристика жизни как особой формы движения материи.

Основные свойства живого. Современные гипотезы происхождения жизни.

Значение работ А.И. Опарина, Д. Холдейна, Д. Бернала. Основные этапы биогенеза и их экспериментальное моделирование (работы С. Миллера, С. Фокса, Д. Оро и др.). Эволюция энергетических процессов (брожение, фотосинтез, дыхание). Системность и организованность жизни. Эволюция на разных уровнях организации жизни. Роль живого вещества в геохимических процессах биосферы. Эволюция - необходимое условие существования жизни на Земле. Усложнение, обособление и дифференциация уровней организации в эволюции.

Антропогенез. Место человека в системе животного мира. Развитие представлений о происхождении человека. Основные этапы становления человека. Возникновение человека современного типа. Роль биологических и социальных факторов в эволюции человечества. Движущие силы антропогенеза и их специфика. Биологические предпосылки происхождения человека. Роль социального образа жизни в становлении человека. Роль труда, группового отбора в эволюции человека и его культуры. Эволюция языка и речи, возникновение второй сигнальной системы. Культурная эволюция. Человек - уникальный вид и специфика его адаптаций.

Особенности биологической эволюции современного человека. Возможные пути эволюции человека в будущем. Антропогенное влияние на ход эволюционного процесса. Вопрос о центрах происхождения человека.

Гипотеза широкого моноцентризма. История формирования рас.

Доказательства единства рас. Адаптивное значение расовых признаков.

Социал-дарвинизм, расизм. Биологическая несостоятельность расизма.

Экология и рациональное природопользование.

Понятие среды обитания. Разнообразие жизненных сред (водная, наземно-воздушная, почвенная и организменная) и их характерные особенности. Взаимодействие организма и среды. Комплекс факторов среды, их классификация. Общие закономерности действия факторов среды на организм. Классификации адаптаций организмов к действию факторов среды. Популяционная структура вида. Географические, экологические и элементарные популяции. Половая, возрастная, пространственная, этологическая и генетическая структура популяции. Понятие оптимальной плотности населения и колебания численности популяций. Демографические процессы, понятие о биотическом потенциале. Емкость среды.

Экологические стратегии, свойственные популяциям животных и растений.

Кривые выживания. Понятия «биоценоз», «экосистема», «биогеоценоз».

Структура биоценоза: видовая, пространственная, экологическая, трофическая структура. Цепи и сети питания. Экологические пирамиды:

чисел, биомассы, энергии. Круговорот веществ в экосистеме. Распределение потока энергии и правило 10%. Продуктивность экосистемы. Формы связей между видами в биоценозе. Особенности отношений «хищник-жертва» и «паразит-хозяин», адаптации взаимодействующих видов друг к другу.