ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Программа вступительного экзамена на вторую ступень высшего образования для

получения степени магистра по специальности 1-31 80 01 «Биология» включает в себя

содержание биологических дисциплин учебных планов, соответствующих квалификациям

«Биолог. Преподаватель биологии и химии», «Биолог-биотехнолог. Преподаватель

биологии». Учебная программа отражает современное состояние биологической науки,

включает перечень вопросов, раскрывающих необходимый объем знаний по основным направлениям соответствующего профиля обучения, содержит важнейшие разделы, знание которых необходимо высококвалифицированному специалисту в этой области.

Экзаменующийся на вступительном экзамене в магистратуру должен продемонстрировать высокий уровень теоретической и профессиональной подготовки, глубокое понимание основных концепций, а также умение применять свои знания для решения исследовательских и прикладных задач.

СОДЕРЖАНИЕ КУРСА

МОЛЕКУЛЯРНЫЕ ОСНОВЫ БИОЛОГИИ

Структурная организация, физико-химические свойства и биологические функции аминокислот, пептидов и белков.

Ферменты. Механизмы и кинетика ферментативных реакций. Механизмы регуляции активности ферментов.

Состав, строение, физико-химические свойства и биологические функции нуклеиновых кислот. Репликация ДНК. Ферментативное обеспечение репликации.

Типы РНК. Транскрипция и процессинг РНК, РНК-полимеразы. Биосинтез белка и посттрансляционные модификации белков.

Химическая структура, физико-химические свойства и биологические функции моносахаридов и полисахаридов.

Метаболизм углеводов. Энергетическая характеристика катаболизма углеводов.

Химическая структура, физико-химические и биологические свойства липидов.

Классификация липидов. Метаболизм липидов. Биосинтез и окисление жирных кислот. Энергетическая характеристика катаболизма липидов.

Химическое строение и молекулярные механизмы действия гормонов. Рецепторы.

Классификация и биологические функции витаминов и коферментов.

Строение и функции хромосом. Молекулярная организация хромосом. Основные законы наследственности. Генотип как система аллельных и неаллельных взаимодействий генов. Хромосомная теория наследственности. Сцепление генов и кроссинговер.

Делимость гена. Цис- транс- тест на аллелизм. Генетический код. Генные, хромосомные и геномные мутации. Нехромосомная наследственность.

Иммунитет, основные понятия, виды иммунитета. Органы иммунитета, иммунокомпетентные клетки. Антигены: классификация, природа и свойства. Антитела (иммуноглобулины). Структура, классы, виды. Антителообразование. Теории антителообразования. Вакцины и сыворотки, применение для профилактики и лечения инфекционных болезней.

Различные типы взаимодействия в биологических системах (силы Ван-дер-Ваальса, электростатические, водородные и гидрофобные взаимодействия). Природа пептидной связи. Пространственная структура биополимеров.

Биологические мембраны. Модели строения биомембран, особенности межмолекулярных взаимодействий в мембранах. Структурные перестройки мембран. Избирательная проницаемость Активный и пассивный транспорт веществ через биомембраны.

Рецепция внешнего сигнала. Трансдукция рецепторного сигнала. Вторичные мессенджеры. Биофизический механизм распространения потенциала действия.

НЕКЛЕТОЧНЫЕ И КЛЕТОЧНЫЕ ФОРМЫ ЖИЗНИ

Строение вирусных частиц и функции их отдельных структур. Основные семейства вирусов животных и растений. Организация геномов вирусов и особенности их репликации. Вирусная этиология рака и онкогенные ДНК- и РНК-содержащие вирусы.

Природа прионов и вироидов и механизмы их воспроизведения.

Специфика организации клеток прокариот, грибов, растительной и животной клетки. Клеточный цикл. Интерфаза. Способы размножения клеток: митоз, амитоз, мейоз.

Клеточные органеллы, их микроскопическое и ультрамикроскопическое строение и функции. Ядро клетки, его структурная организация и функции. Структурная организация бактериальной клетки. Культивирование и рост микроорганизмов. Действие на микроорганизмы физических и химических факторов внешней среды.

Характеристика способов генетического обмена у бактерий. Взаимоотношения микроорганизмов с микро- и макроорганизмами.

ОСНОВЫ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ РАСТЕНИЙ

Систематика растений: структура, цели и задачи. Таксономические категории и таксоны. Бинарная номенклатура. Различные типы таксономических систем. Современные методы исследования в систематике растений.

Типы организации талломов водорослей, их эволюция. Сравнительная характеристика отделов Зеленые, Желтозеленые, Диатомовые водоросли: морфо-анатомическое строение, размножение, распространение, важнейшие представители; значение в природе и жизни человека.

Отделы Бурые и Красные водоросли: морфо-анатомическое строение, размножение, смена ядерных фаз и форм развития, распространение, важнейшие представители; значение в природе и жизни человека.

Общая характеристика грибов. Строение клетки. Сравнительная характеристика отделов Оомикота, Хитридиомикота, Зигомикота: строение вегетативного тела и репродуктивных органов, способы размножения и их эволюция, распространение, важнейшие представители, филогенетические связи, значение в природе и жизни человека.

Отделы Аскомикота и Базидиомикота. Сравнительная характеристика: строение вегетативного тела, способы размножения и их эволюция, смена ядерных фаз в жизненных циклах, распространение, важнейшие представители, значение в природе и жизни человека.

Лишайники как симбиотические организмы. Фикобионт и микобионт, их взаимоотношения. Морфологическое и анатомическое строение, способы размножения, экология, важнейшие представители, значение.

Растительные ткани, принципы их современной классификации. Функции и связанные с ними главные особенности строения важнейших групп тканей.

Закономерности расположения различных тканей в теле растения. Понятие о первичных и вторичных постоянных тканях, первичном и вторичном теле растения.

Основные вегетативные органы высшего растения, их морфо-анатомические особенности в связи с выполняемыми функциями, полярность и симметрия. Понятие о метаморфозах органов. Характеристика метаморфизированных образований корневого и побегового происхождения, их функции и биологическое значение.

Цветок как особый репродуктивный орган покрытосеменных растений, происходящие в нем процессы. Общий план строения цветка. Современные представления о морфологической природе частей цветка, происхождение чашечки, венчика, андроцея и гинецея. Эволюционные преобразования в строении цветка.

Опыление цветков, его типы. Приспособления растений к авто- и аллогамии. Соцветия, их биологическое значение и варианты классификации.

Формирование, развитие и распространение плодов и семян. Общий план строения семени. Морфологическое разнообразие семян (типы семян). Развитие и строение плода, биологическое значение околоплодника. Принципы искусственной и естественной классификации плодов. Приспособления к распространению семян и плодов у зоо-, анемогидро-, баллисто- и автохорных растений. Прорастание семян и его типы, функции семядолей при прорастании семян.

Сравнительная характеристика отделов высших растений. Происхождение и адаптационные задачи на суше и их решение высшими растениями. Основные направления эволюции в жизненном цикле и морфо-анатомическом строении.

Споровые высшие растения c преобладанием в жизненном цикле гаметофита:

Моховидные, систематика, происхождение, эволюция, особенности жизненных циклов, строение вегетативных и репродуктивных органов, сравнительная характеристика классов, распространение. Факторы риска и стратегии адаптации к ним на разных стадиях развития мохообразных; значение в природе и жизни человека.

Споровые высшие растения c преобладанием в жизненном цикле спорофита:

Плауновидные, Хвощевидные, Папоротниковидные: равно- и разноспоровые группы, эволюция, жизненные циклы, сравнительная характеристика отделов, распространение.

Факторы риска и стратегии адаптации к ним на разных стадиях развития сосудистых споровых растений; значение в природе и жизни человека.

Семенные растения: происхождение, систематика, адаптивные преимущества семяпочки. Общая характеристика отдела Голосеменных, сравнительная характеристика классов Голосеменных; жизненные циклы. Микро- и мегаспорогенез, механизмы опыления и оплодотворения.. Распространение, значение в природе и жизни человека.

Цветковые растения: гипотезы происхождения, систематика. Микро- и мегаспорогенез, механизмы опыления. Двойное оплодотворение, жизненный цикл.

Адаптивные преимущества Цветковых. Основные различия Двудольных и Однодольных.

Гипотезы происхождения Однодольных. Значение в природе и жизни человека.

Растительные сообщества (фитоценозы): признаки, свойства. Флора и растительность. Взаимодействие между растениями в фитоценозе. Популяционная структура фитоценозов. Фитоценотипы и стратегии жизни.

Флористический и экобиоморфный состав фитоценозов. Принципы и методы исследования фитоценозов. Аналитические признаки фитоценоза. Вертикальная и горизонтальная структура фитоценоза: ярусность и мозаичность. Свойства экотонов.

Обратимые и необратимые изменения фитоценозов. Классификация и ординация растительных сообществ.

Структурная организация растительной клетки как биологической системы, ее особенности. Иерархия структурных состояний, единство строение и функции клеточных структур разного уровня организации. Саморегуляция на клеточном уровне (регуляция активности ферментов, генетическая и мембранная). Основные принципы регуляции.

Водообмен растений, его составляющие. Движущие силы поступления воды в клетку и ее транспорта по системе целого растения. Механизм формирования градиента водного потенциала в системе ближнего и дальнего транспорта.

Выделение воды растением. Транспирация, е значение, виды и регуляция внутренними и внешними факторами.

Мембранные преобразователи энергии. Принцип построения и функционирования ЭТЦ. Фото- и индуцируемый субстратом ток электронов в редокс-цепи. Генерация протонного градиента на сопрягающей мембране и его потребление в биосинтезе АТФ.

Характеристика первичных процессы фотосинтеза (поглощение, временное запасание, миграция и преобразование энергии солнечной радиации), их энергетическая эффективность.

Редокс-цепь хлоропластов. Структура, локализация, механизм генерации протонного градиент и его трансформации в форму АТФ. Эффективность мембранного преобразования энергии в хлоропластах.

Различные пути метаболизма углерода в процессе фотосинтеза (С 3-, С4-, САМметаболизм) как адаптация растений к различным условиям существования.

Функции дыхания, его особенности у растений. Характеристика основных этапов преобразования дыхательного субстрата при дыхании. Альтернативность путей окисления дыхательного субстрата у растений.

Сравнительная характеристика энергетической эффективности процесса дыхания в зависимости от пути окисления дыхательного субстрата у растений.

Система ближнего и дальнего транспорта веществ в растении. Возможные механизмы и способы поступления ионов в клетку и в системе целого растения.

Пассивный и активный транспорт ионов.

Понятие роста и развития растений, их взаимосвязь и зависимость от внешних и внутренних факторов. Общие закономерности роста растений. Факторы, влияющие на рост и развитие растения.

Явления периодизма и покоя в онтогенезе растений, их роль во взаимодействии растения с условиями окружающей среды. Механизм фотопериодической индукции.

Устойчивость как приспособления растений к условиям существования, ее составляющие. Общие принципы адаптивных реакций растений на экологический стресс.

ОСНОВЫ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

ЖИВОТНЫХ И ЧЕЛОВЕКА

Морфологическая и функциональная характеристика эпителиальной и соединительной тканей. Морфологическая и функциональная характеристика мышечной и нервной тканей. Онтогенез и филогенез тканей. Регенерация тканей.

Индивидуальное развитие животных и человека: гаметогенез, оплодотворение, дробление, гаструляция.

Гистогенез и органогенез: производные эктодермы, энтодермы и мезодермы.

Процессы развития: рост, старение как этап онтогенеза, теории старения.

Разнообразие и единство животного мира. Специфика животных как компонента биосферы.

Основные черты строения и жизнедеятельности простейших как самостоятельных организмов. Типы ядерных циклов.

Происхождение многоклеточности. Характеристика многоклеточных. Типы симметрии. Основные этапы эмбрионального развития многоклеточных. Тип Кишечнополостные, характеристика, деление на классы. Тип Плоские черви, характеристика, деление на классы. Тип Круглые черви, характеристика, основные классы. Тип Кольчатые черви, характеристика, деление на классы. Тип Моллюски, характеристика, деление на классы. Тип Членистоногие, характеристика, деление на классы.

Характеристика и система типа Хордовые. Позвоночные животные, их общая характеристика. Морфофизиологические и экологические особенности рыб.

Морфофизиологические и экологические особенности земноводных.

Морфофизиологические и экологические особенности пресмыкающихся.

Морфофизиологические и экологические особенности птиц. Морфофизиологические и экологические особенности млекопитающих.

Питание и пищеварение, выделение и осморегуляция у беспозвоночных и позвоночных животных. Дыхание и кровообращение у беспозвоночных и позвоночных животных. Системы координации и органы чувств у беспозвоночных и позвоночных животных. Бесполое и половое размножение животных. Типы жизненных циклов беспозвоночных и позвоночных. Метагенез и гетерогония. Партеногенез и его значение.

Раздражимость, возбудимость, возбуждение. Современные представления о природе биопотенциалов.

Опорно-двигательный аппарат. Строение скелета человека. Типы соединения костей. Состав, строение, свойства костей. Мышцы и их функции. Основные группы мышц. Виды мышечных сокращений. Современные представления о механизме мышечного сокращения. Понятие об утомляемости и работоспособности.

Функции крови. Состав и физико-химические свойства крови. Характеристика форменных элементов крови. Гемоглобин. Антигенные системы крови. Система АВО и Rh-фактора. Общий план строения системы кровообращения у человека. Строение и свойства сердца. Сердечный цикл. Функциональные группы сосудов. Основные закономерности гемодинамики. Кровяное давление.

Дыхательная система человека. Этапы дыхательного процесса. Транспорт газов кровью. Кислородная емкость крови. Характеристика кислородсвязывающих свойств крови.

пищеварительных желез в переваривании белков, жиров и углеводов. Всасывание воды и питательных веществ.

Общая характеристика обмена веществ и энергии. Факторы, влияющие на энергозатраты организма. Основной обмен. Рабочая прибавка.

Регуляция функций в организме. Взаимосвязь нервной и гормональной регуляции.

Гормоны гипоталамо-гипофизарной системы. Участие гормонов в регуляции гомеостаза.

Строение и функции центральной нервной системы. Рефлекторный принцип деятельности. Классификация рефлексов. Свойства нервных центров и принципы координации рефлексов.

Вегетативная нервная система. Локализация вегетативных центров.

Функциональный антагонизм и синергизм симпатического и парасимпатического отделов вегетативной нервной системы. Вегетативные рефлексы.

Структура и функции почек. Особенности кровоснабжения и метаболизма почек.

Механизм образования мочи: клубочковая фильтрация, канальцевая реабсорбция и секреция.

ЭВОЛЮЦИОННЫЕ, ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ И ПРИКЛАДНЫЕ АСПЕКТЫ

БИОЛОГИИ

Предпосылки возникновения и основные положения эволюционной теории Ч. Дарвина.

Популяция как элементарная эволюционная структура. Факторы эволюции.

Эволюционный материал.

Борьба за существование и ее формы. Естественный отбор – движущая и направляющая сила эволюции. Механизм действия отбора в популяциях. Формы и направления действия отбора. Адаптации и адаптогенез.

Понятие вида как генетически закрытой и устойчивой системы. Популяционная структура вида как результат эволюции. Критерии вида. Видообразование как процесс микроэволюции. Способы видообразования.

Прогрессивная эволюция. Критерии биологического прогресса и регресса.

Проблемы биологического регресса и вымирание групп.

Антропогенез. Возникновение человечества как пример неограниченного прогресса. Основные этапы антропогенеза.

Экологические факторы, их классификация, закономерности воздействия на организм. Учение о лимитирующих факторах. Статические и динамические характеристики популяций. Динамика численности популяции и ее регуляция. Основные типы межпопуляционных взаимоотношений. Таксономическая, пространственная и функциональная структуры биоценоза. Сукцессии, их типы. Продуценты, консументы и редуценты. Экологические пирамиды.Понятие о биогеоценозе и экосистеме. Круговорот веществ и поток энергии в пищевых цепях. Биологическая продуктивность экосистем.

Организация биосферы. Биогеохимические функции живого вещества.

Основные биогеохимические циклы: цикл углерода, цикл азота, цикл фосфора;

круговорот воды в биосфере. Природа и общество, история их взаимодействия.

Природные ресурсы, их классификация и современное состояние.

Диапазон толерантности биосистем; универсализм и уникализм действия ксенобиотиков. Мембранотропное действие ксенобиотиков. Антагонизм и синергизм ксенобиотических веществ.

Пути и основные формы поступления и выведения ксенобиотиков в организм млекопитающих. Основные реакции биотрансформации ксенобиотиков (окисление, восстановление, гидролиз, конъюгация). Механизмы избирательного действия ксенобиотиков на примере диоксина.

Первичные процессы при действии ионизирующих излучений на биологические объекты. Прямое и косвенное действие излучений. Радиочувствительность. Критерии сравнительной радиочувствительности. Основные последствия действия ионизирующих излучений на организм. Радиационные синдромы. Природная радиоактивность и фоновое облучение человека. Оценка биологического риска облучения. Дозовые пределы.

Радиопротректоры и радиосенсибилизаторы. Радиопрофилактический эффект.

Практические задачи биотехнологии и принципиальная схема биотехнологического производства. Основные типы и общие схемы биотехнологических процессов; объекты биотехнологии: клетки про- и эукариот, их характеристика и область применения.

Применение модифицированных биосистем; сверхпродуценты, каллюсные и тотипотентные культуры, генетически модифицированные организмы и др. Основные направления биотехнологии. Производство продуктов для пищевой, медицинской промышленности, сельского хозяйства и т.д.

ЛИТЕРАТУРА

1. Анисимов А.А. Основы биохимии. М. 1986.

2. Беликов П. С., Дмитриева Г. А. Физиология растений: Учеб. пособие. М.: Изд-во Рос.

ун-та дружбы народов, 1992.

3. Бирюков Н. П. Эволюция. Калининград, 1999.

4. Бавтуто Г.А., Еремин В.М. Ботаника: Морфология и анатомия растений.-Мн:

Высш.шк.,1997.

5. Бокуть С.Б и др. Молекулярная биология. Минск. 2005.

6. Ботаника: Морфология и анатомия растений / А.Е.Васильев, Н.С.Воронин, А.Г.Еленевский и др.- М.: Просвещение, 1988.

7. Гавриленко Ф.В., Гусев М.В. Избранные главы физиологии растений.-М.:МГУ,1986.-440 с.Глинка Н.Л.

Общая химия. – Л.: Химия, 1987.

8. Ипатов В.С., Кирикова Л.А. Фитоценология. - СПб.: Изд-во СПбГУ, 1997.

9. Комарницкий Н.А., Кудряшов Л.В., Уранов А.А. Систематика растений. М.: Учпедгиз.

10. Костюк П. Г. и др. Биофизика Киев: Выща шк., 1988.

11. Курс низших растений: Учебник для студентов ун-тов /Под ред М В.Горленко. -М.:

Высшая школа, 1981.

12. Курс радиационной безопасности: Учеб. / В. Т. Ветрова, А. В. Колесник, И. Т.

Неманова, Г. М. Чобог, Под общ. ред. В. Т. Ветровой. Мн.: Ураджай, 1995.

13. Лебедев С. И. Физиология растений: Учеб. пособие. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1986.

14. Логинов Н.Я., Воскресенский А.Г., Солодкин И.С. Аналитическая химия. М.: Просвещ., 1975.

15. Лурш С., ДарнетДж., Балтимор Д., Кэмпбет Э. Общая вирусология. М: Мир, 1981.

16. Маглыш С.С. Общая экология. – Гродно: ГрГУ, 2002.

17. Миркин Б.М., Наумова Л.Г., Мулдашев А.А. Высшие растения: краткий курс систематики с основами науки о растительности: Учебник. Изд. 2-е, перераб. М.:

Логос, 2002..

18. Общая и частная вирусология / Под ред. В. М. Жданова, С. Я. Гайдамовича. М.:

Медицина, 1982.

19. Павлович С. А. Основы иммунологии. Мн.: Выш. шк., 1997.

20. Полевой В.В. Физиология растений.-М.:Высш.шк.,1989..

21. Радкевич В.П. Экология. Мн. Высш.школа. 1997.

22. Роит А., БростоффДж., МейпД. Основы иммунологии. М.: Мир, 2000.

23. Рубин А Б. Биофизика. М.: Книжный дом «Университет», 1999-2000. Т. 1-2.

24. Рубин А. Б. Лекции по биофизике. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1994.

25. Сапегiн Л.М. Геабатанiка: Вучэб. дапам. / Навук. рэд. В.IІ. Парфенаў. - Мн.: Тэсей, 2000.

26. СеверцовА. С. Введение в теорию эволюции: Учеб. пособие. М.: Изд-во Моск. ун-та, 27. Физиология растений/Н.Д.Алехин, Ю.В.Балнокин, В.Ф.Гавриленко и др.; Под ред.

И.П.Ермакова. М.: Издательский центр «Академия», 2005.

28. Филлипович Ю.Б. Основы биохимии. М. 2000.

29. Фотосинтез: В 2-ух т. // Под.ред.Говинджи,М., 1987.

30. Чернобельская Г.М. Основы методики обучения химии: Учеб. пособие. М., Просвещение, 1987.

31. Ярмоненко С. П. Радиобиология человека и животных. М.: Высш. шк., 1984.

32. Ченцов Ю.С. Общая цитология. - М.: МГУ, 1995. - 384 с.

33.Заварзин А.А., Харазоева А.Д. Основы общей цитологии. - Л.: ЛГУ, 1982. - 240с.

34. Гистология в вопросах и ответах. Под ред. Б.А. Слуки. Мозырь, Белый ветер, 2000. 35. Гистология (гистология, цитология и эмбриология). Под ред. Ю.И. Афанасьева и Н.А.

Юриной. Изд. Пятое. М.: Медицина, 1999. 744 с.

36. Гистология, цитология и эмбриология. Атлас. Под ред. О.В. Волковой и Ю.К.

Елецкого. М.: Медицина, 1996. 544 с.

37. Токин Б. П. Общая эмбриология. М.: Высш. шк., 1987.

38. Инге-Вечтомов С. Г. Генетика с основами селекции. М.: Высш. шк., 1989.

39. Дубинин Н. П. Общая генетика. М.: Наука, 1986.

40. Айала Ф, Кайгер Дж. Современная генетика. М.: Мир, 1987. Т. 1-3.

41. Алиханян С.И., Акифьев А. П., Чернин Л. С. Общая генетика. М.: Высш. шк., 1985.

42. Барабанщиков Б.И., Сапаев Е.А. Сборник задач по генетике. – Казань.: Издательство Казанского университета, 1988.

43. Хелевич Н.В. Задачник по общей и медицинской генетике. М.: Высшая школа, 1984.

44. Догель В. А. Зоология беспозвоночных. - М.: Высшая школа, 1981.

45. Лопатин И. К. Общая зоология. - Мн.: Вышэйшая школа, 1983.

46. Хадорн Э., Венер Р. Общая зоология. - М.: Мир, 1989.

47. Шарова И. Х. Зоология беспозвоночных. - М.: Владос, 2003.

48. Наумов H.П, Карташов Н.Н. Зоология позвоночных. - М.: Высшая школа, 1979.

49. В.М. Константинов, С.П. Наумов, С.П. Шаталова. Зоология позвоночных. М., 2000.

50. Общий курс физиологии человека и животных /Под ред. А.Д. Ноздрачева. В 2 т. М., 51. Физиология человека / Под ред. Р. Шмидта и Г. Тевса. М., 1996. В 3 т.

52. Ноздрачев А. Д., Баженов Ю. И., Баранникова И. А., Батуев А. С. Начала физиологии:

Учеб. для вузов. СПб., 2001.

53. Основы физиологии человека / Под ред. Б.И.Ткаченко. В 2 т. Санкт-Петербург, 1994.