АНАТОМИЯ И МОРФОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ

Царство растения. Отличия растений от других эукариот. Автотрофные и гетеротрофные организмы. Понятие о модульных и унитарных организмах. Органы растения: вегетативные и генеративные. Растения низшие и высшие.

Роль растений в круговороте веществ и преобразовании энергии. Фотосинтез. Космическая (планетарная) роль зеленых растений. Роль растений в жизни человека. Проблема охраны растительного мира.

Клетка как основная структурная и функциональная единица живого. Организация типичной растительной клетки: оболочка, протопласт, цитоплазма. Мембранный принцип строения протопласта.

Специфические черты строения растительной клетки. Клеточная оболочка. Общая характеристика и химический состав. Первичные и вторичные оболочки. Биологическое значение клеточной оболочки. Использование клеточных оболочек в хозяйственной деятельности человека. Вакуоль, ее строение и функции. Тонопласт. Осмотические явления и их значение в жизни растений. Пластиды, их типы. Онтогенез и взаимопревращения пластид.

Физико-химическая сущность фотосинтезаи главные этапы его изучения. Фотосинтез как процесс трансформации энергии света в энергию химических связей. Хлоропласты, их строение и функции. Фотосинтетические пигменты и их взаимодействие со светом. Хлорофиллы. Каротиноиды. Пигментные системы. Пигмент–белковые комплексы тилакоидной мембраны. Фотосистемы растений.

Электрон-транспортная цепь фотосинтеза. Фотосинтетическое фосфорилирование. Сопрягающие факторы фотофосфорилирования (АТФ-синтетазный комплекс): локализация, структура и функция. Фотоокисление воды.

С₃-путь метаболизма углерода (восстановительный пентозофосфатный путь, цикл Кальвина), его характеристика, основные этапы и химизм реакций. Фотодыхание. С₄-путь метаболизма углерода в процессе фотосинтеза (цикл Хетча-Слека). Особенности растений, осуществляющих С₄-цикл. Фотосинтез по типу толстянковых растений (САМ-цикл), его суть, особенности и химизм реакций.

Зависимость фотосинтеза от факторов внешней среды: интенсивности и спектрального состава света, концентрации углекислого газа, температуры, водообеспеченности растений, минерального питания. Фотосинтез как основа продуктивности растений.

Растительные ткани, их определение и разнообразие. Ткани образовательные (меристематические) и постоянные, простые и сложные, первичные и вторичные. Связь строения клеток с функциями ткани.

Меристемы, их роль в процессах роста растения. Паренхима, ее основные виды: ассимиляционная, запасающая. Особенности функционирования и локализация в теле растения. Аэренхима. Покровные ткани: эпидерма, перидерма, корка (ритидом). Механические ткани: колленхима, склеренхима. Проводящие ткани. Ксилема, флоэма, их клеточный состав. Трахеиды, сосуды, ситовидные клетки, ситовидные трубки с клетками-спутницами. Усложнение анатомического строения как одно из эволюционных преимуществ покрытосеменных растений.

Воспроизведение и размножение растений. Бесполое и половое размножение, их биологическое значение.

Спороношение. Споры – клетки бесполого размножения. Спорангии. Биологическое значение мейоспор и их связь с половым процессом.

Половой процесс у растений. Гаметы и зигота. Типы полового процесса у растений. Изогамия, гетерогамия (анизогамия) и оогамия. Антеридии и архегонии – половые органы растений (гаметангии).

Чередование ядерных фаз при половом размножении. Гаплобионты и диплобионты. Спорофит и гаметофит, их соотношение в жизненном цикле представителей различных отделов. Роль воды в процессе оплодотворения у споровых. Разноспоровость. Происхождение семенного размножения.

Отдел папоротниковидные. Общая характеристика. Географическое распространение и экология. Жизненные формы папоротников. Морфологическое и анатомическое строение спорофита. Происхождение листьев папоротниковидных (макрофиллия). Типы стелы. Особенности формирования спорангиев и основные направления эволюции спороношения папоротников. Гаметофиты. Цикл воспроизведения равноспорового папоротника. Необходимость воды для оплодотворения.

Отдел голосеменные. Общая характеристика. Географическое распространение. Жизненные формы. Особенности анатомического и морфологического строения. Микро- и мегаспорангии. Стробилы (шишки). Образование мужских гаметофитов – пылинок. Семязачаток: интегумент и нуцеллус. Женский гаметофит – эндосперм. Опыление и оплодотворение. Независимость цикла воспроизведения от воды. Биологическое значение семян. Развитие зародыша. Прорастание семян. Значение голосеменных в природе и жизни человека.

Отдел покрытосеменные, или цветковые, как высший этап эволюции наземных растений. Особенности морфологии, анатомии, биохимии вегетативных органов. Цветок, его определение и функции. Околоцветник. Андроцей. Микроспорогенез и образование пыльцы. Гинецей. Строение и типы семязачатков. Интегументы, нуцеллус. Мегаспорогенез, развитие зародышевого мешка. Опыление. Двойное оплодотворение и его биологическое значение. Биологическая роль триплоидного эндосперма. Образование семян и плодов. Разнообразие цветковых растений и их роль в современном растительном покрове Земли Значение покрытосеменных в жизни человека.

Строение семян цветковых растений. Основные части семени: зародыш, запасные питательные вещества (эндосперм, перисперм), семенная кожура. Их происхождение. Типичное строение зародыша однодольных и двудольных. Проблема происхождения однодольности. Типы семян цветковых растений по степени сформированности зародыша, наличию запасных питательных веществ. Хозяйственное значение семян. Условия прорастания семян. Функции семядолей. Надземное и подземное прорастание.

Плоды. Проблема определения плода. Биологическое значение плодов. Околоплодник, участие различных частей цветка в его формировании. Классификация плодов по типу гинецея, числу плодолистиков и семязачатков, консистенции околоплодника, типу завязи, способам высвобождения семян. Основные виды апокарпных плодов: много- и однолистовка, много- и одноорешек, много- и однокостянка, боб. Ценокарпные плоды: коробочка, стручок, стручочек, семянка, зерновка злаков, орех, желудь, ягода, плод цитрусовых (гесперидий, или померанец), тыквина, костянки. Распространение плодов и семян. Приспособления к эндо-, экзо- и синзоохории, гидрохории, анемохории.

Царство грибы. Общая характеристика. Особенности строения клеток грибов. Вегетативное тело гриба. Типы мицелия. Видоизменения мицелия. Ве­гетативное размножение. Основные черты спорообразования, разнообразие спор. Конидии. Эволюционные тенденции полового размножения грибов. Способы питания грибов.

Принципы классификации грибов. Важнейшие представители классов хитридиевые, оомицеты, зигомицеты, аскомицеты, базидиомицеты. Роль грибов в функционировании биоценозов и жизни человека.

Лишайники как симбиотические организмы. Фикобионт, микобионт, их взаимоотношения. Накипные, листоватые и кустистые формы. Гомеомерные и гетеромерные лишайники. Размножение лишайников. Принципы классификации. Распространение, основные черты экологии и практическое значение.

ЗООЛОГИЯ

Положение царства животных в мире живого.Жизнь как особая форма существования материи. Критерии живого. Многообразие живого. Выделение групп живых организмов по способу питания. Важнейшие признаки типичных животных: питание, передвижение, раздражимость, выделение, осморегуляция, рост, соотношение объема и поверхности тела, строение клеток (отсутствие жесткой клеточной стенки, пластид, постоянных вакуолей: характер запасания углеводов, наличие центриолей). Искусственность традиционного разделения живых организмов на два царства. Система классификации живых организмов на 5 царств (по Whittaker, 1969; Барнс, 1992). Основные признаки, используемые для классификации: строение клеток, одноклеточность и многоклеточность, способ питания. Понятие о животных как о многоклеточных гетеротрофах. Признаки, на которых они строятся: особенности строения мембран, биохимические признаки.

Многоклеточные животные (Metazoa).Многоклеточность как более высокий уровень организации. Основные признаки многоклеточности: 1) построение тела из множества клеток, выполняющих разные функции организма; 2) дифференцировка на различном уровне; 3) сложный онтогенез. Преимущества многоклеточности. Общие черты многоклеточных: специализация клеток тела, утрата их самостоятельности; поддержание целостности организма за счет межклеточных взаимодействий; онтогенез как дробление яйцеклетки и процесс дальнейшей дифференцировки; рост за счет деления клеток. Увеличение размеров, совершенствование процессов обмена, формирование внутренней среды; большая устойчивость (гомеостаз), автономизация и продолжительность жизни.

Многообразие животных. Одноклеточные животные, сочетающие два уровня организации. Разнообразие размеров, формы тела, характера покровов, ядерный аппарат одноклеточных. Разнообразие организмов, цитоскелета. Разнообразие жизненных циклов, способов питания и движения.

Многоклеточные как более высокий уровень развития. Животные, дифференцированные на клеточном, тканевом уровне, уровне органов и их систем. Различные типы симметрии беспозвоночных. Бесполостные и полостные животные. Целомические животные как новый этап организации. Основные направления эволюции целомических животных.

Хордовые животные: оболочники (личиночнохордовые), бесчерепные, позвоночные. Систематическое деление на классы, некоторые представители.

Жизненные формы животных.Понятие о жизненной форме как морфофункциональных особенностях, формирующих общий облик животного. Жизненные формы животных на примере гидробионтов, геобионтов.

Половое и бесполое размножение, их отличительные особенности. Виды бесполого размножения: почкование, фрагментация. Партеногенез как размножение из неоплодотворенных яйцеклеток. Чередование процессов размножения в жизненном цикле. Метагенез и гетерогония.

Половое размножение хордовых, случаи бесполого размножения и партеногенеза у ходовых.

Общая характеристика типа хордовых. Оригинальные черты организации. Место хордовых среди других типов животного царства; признаки, общие с некоторыми типами беспозвоночных (вторичная полость тела, вторичный рот, метамерия, билатеральная симметрия и др.). Происхождение хордовых. Значение хордовых в трофических цепях, круговоротах веществ в природе и в жизни людей.

Подтип позвоночные. Деление подтипа на классы; их объединение в разделы и надклассы; нетаксономические группы: анамнии и амниоты, пойкилотермные и гомойотермные. Позвоночные - прогрессивная ветвь хордовых животных, перешедших к подвижному образу жизни, активному питанию и широко распространенных в разнообразных условиях Земли.

Основные черты организации позвоночных: покровы, мускулатура, осевой, висцеральный скелет, скелет поясов и свободных конечностей, органы пищеварения, дыхания, кровообращения, нервная система, органы чувств и особенности поведения, органы выделения и размножения. Важнейшие этапы их морфоэкологической и морфофизиологической эволюции. Современная классификация подтипа позвоночных.

Водные позвоночные. Общая характеристика морфофизиологических адаптаций бесчелюстных и рыб к водной среде в основных системах органов (покровы, скелет, мускулатура и особенности передвижения, органы дыхания, кровообращения, выделения, пищеварения, нервная система и органы чувств).

Выход позвоночных на сушу; амфибии. Биологические предпосылки освоения позвоночными воздушной среды. Происхождение наземных позвоночных. Морфологические черты позвоночных животных, обусловившие их выход на сушу. Адаптивные изменения кистеперых рыб в покровах, скелете и органах движения, в системах органов дыхания, кровообращения, выделения и размножения в связи с освоением наземно-воздушной среды обитания. Место земноводных в последующей эволюции наземных позвоночных животных.

Общая характеристика класса амфибий в связи с земноводным образом жизни. Основные черты строения и функционирования важнейших органов: покровы, скелет, мышечная система, органы пищеварения, дыхания, кровообращения, нервная система и органы чувств, органы выделения и размножения.

Наземные позвоночные (амниоты). Особенности организации (кожные покровы, скелет, мускулатура, органы пищеварения, дыхания, кровообращения, органы выделения и размножения, нервная система и органы чувств) и размножения в связи с наземным образом жизни. Адаптивное значение зародышевых и яйцевых оболочек в эволюции амниот.

Специфика морфофизиологической организации в различных классах амниот (рептилии, птицы и млекопитающие).

ТЕОРИЯ ЭВОЛЮЦИИ

Факторы микроэволюции.Роль наследственной изменчивости в эволюции. Мутации как основной материал для эволюционного процесса. Комбинативная изменчивость и ее роль в эволюции. Понятие нормы реакции и адаптивной нормы. Эволюционное значение адаптивных модификаций. Дрейф генов в популяциях. Его роль в изменении генофонда популяций. Влияние динамики численности популяций (волн жизни) на генетический состав популяций.

Борьба за существование как взаимодействие организмов с окружающей средой. Формы борьбы за существование. Формы элиминации. Эволюционные следствия разных форм элиминации.

Представления об отборе во времена Ч. Дарвина и в синтетической теории эволюции. Особенности естественного отбора как основной движущей силы эволюции. Движущий, стабилизирующий (канализирующий, нормализующий), дизруптивный, частотно-зависимый, балансирующий отбор.

Изоляция. Географический и биологический способы изоляции. Географическая изоляция озерных, островных и других популяций. Основные формы биологической изоляции (биотопическая, сезонная, эколого-этологическая, генетическая). Эволюционная роль изоляции популяций.

Популяция, как элементарная единица эволюции. Структура популяций. Экологическое взаимодействие как причина естественного отбора. Системы скрещивания. Экологическая и генетическая модели популяции. Требования к популяции, как элементарной единице эволюции.

Адаптация как результат эволюции. Эволюция как авторегулирующийся процесс. Прямая и обратная связь между биогеоценозом и популяцией. Направления в эволюции адаптации. Трактовки адаптации. Относительный характер адаптации.

Основные концепции вида. Понятие вида. История развития понятия. Типологическая концепция вида. Номиналистическая концепция (Ж.Б. Ламарк). Понимание вида Ч. Дарвином. Накопление материалов об экологической и генетической структуре вида. Современная биологическая концепция вида. Реальность существования и биологическое значение видов. Критерии вида (морфофизиологический, физиолого-биохимический, эколого-географический, репродуктивный).

Структура вида. Генетический полиморфизм, биотипы, чистые линии. Экологическая неоднородность. Географическая изменчивость в пределах ареала. Подвиды. Географические изоляты.

Видообразование. Значение изолирующих механизмов для внутривидовой дифференциации обособления новых видов. Разнообразие путей формирования новых видов. Постепенное видообразование как завершение микроэволюционного процесса. Теория и доказательства аллопатрического (географического) видообразования. Примеры незавершенного расхождения видов в природе. Возможность симпатрического образования новых видов на основе микроэволюционного процесса. «Внезапное» формообразования. Гибридогенное видообразование и роль полиплоидии в формировании новых видов.

Закономерности филогенеза. Понятие адаптивной зоны. Частные направления филогенеза: дивергенция, конвергенция, параллелизм. Дивергенция как основной путь эволюции. Значение дивергенции в образовании новых систематических групп. Роль конвергенции и параллелизма в образовании сходных морфоэкологических типов организмов (жизненных форм).

Главные направления эволюционного процесса. Теория биологического прогресса. Биологический прогресс. Критерии и способы его осуществления. Взгляды А.Н. Северцова и И.И. Шмальгаузена. Морфофизиологический прогресс (ароморфоз). Частные приспособления в эволюции (алломорфоз, теломорфоз, гиперморфоз). Морфофизиологический регресс (катаморфоз, гипоморфоз). Биологический регресс. Вымирание и тупики в эволюции.

Проблема эволюции экосистем. Своеобразие экосистемного уровня организации. Механизмы, скорость эволюции экосистем. Элементарная единица эволюции экосистемного уровня. Направления эволюции сообществ. Экологические кризисы.

Основные недарвиновские теории эволюции. Катастрофизм Ж. Кювье. Эволюционная теория Ж.Б. Ламарка и неоламаркизм. Генетический антидарвинизм начала 20-го века.

ГЕНЕТИКА

Молекулярные основы наследственности. История открытия нуклеиновых кислот. Доказательства генетической роли ДНК. Явления трансформации и трансдукции у бактерий – прямые доказательства роли ДНК в наследственности и наследственной изменчивости. Состав и химическое строение нуклеиновых кислот. Полуконсервативный механизм репликации ДНК. Участие ферментов в репликации ДНК. Современные представления о структуре гена и аллелизме. Колинеарность гена и его белкового продукта.

Молекулярные механизмы действия гена. Транскрипция. Типы РНК в клетке – информационная, транспортная, рибосомальная. Система оперона (регулятор – оператор – структурный ген), обеспечивающая дифференциальное функционирование генов у прокариот.. Фермент РНК–полимераза и его участие в транскрипции.

Трансляция. Основные свойства генетического кода. Строение рибосом про- и эукариот. Синтез белков.

Законы наследования Г.Менделя. Моногибридное скрещивание. Представление об аллелях и их взаимодействиях: полное и неполное доминирование, кодоминирование. Закон расщепления. Цитологический механизм расщепления. Дигибридное скрещивание. Независимое наследование отдельных пар признаков. Цитологические основы независимого комбинирования генов, признаков. Статистический характер явлений расщепления. Неаллельные взаимодействия: комплементарность, эпистаз, полимерия.

Сцепленное наследование и кроссинговер. Явление сцепленного наследования. Основные положения хромосомной теории наследственности Т. Моргана. Кроссинговер и его генетическое доказательство. Величина перекреста и линейное расположение генов в хромосоме. Интерференция. Понятие о генетической карте хромосом. Учет кроссинговера при тетрадном анализе. Факторы, влияющие на перекрест хромосом. Роль перекреста хромосом и рекомбинации генов в эволюции, селекции растений, животных и микроорганизмов.

Наследственная и ненаследственная изменчивость. Понятие о наследственной генотипической изменчивости (комбинативная и мутационная) и ненаследственной фенотипической (модификационная) изменчивости.

Мутациооная теория. Классификация мутаций. Генные мутации. Хромосомные перестройки. Геномные мутации. Спонтанные и индуцированные мутации. Методы изучения мутаций. Генетические последствия загрязнения окружающей среды физическими и химическими мутагенами.

Понятие о модификационной изменчивости. Норма реакции. Значение модификаций. Взаимосвязь модификационной и наследственной изменчивости. Закономерности модификационной изменчивости. Необходимость применения математических методов. Нормальное распределение – ее главная закономерность.

Задачи и методология генетической инженерии. Клеточная генетическая инженерия и ее значение в селекции растений и для изучения новых перспектив в биологии клетки.

Генная инженерия. Основные методы генетической инженерии: рестрикция ДНК, гибридизация нуклеиновых кислот, клонирование ДНК, определение нуклеотидных последовательностей (секвенирование), химико-ферментативный синтез полинуклеотидов.

Ферменты - рестриктазы, ДНК-лигаза, ДНК-полимераза, обратная транскриптаза (ревертаза). Создание банков генов. Получение биологически активных соединений (гормонов, регуляторных пептидов, интерферонов). Получение с помощью генетической инженерии трансгенных организмов.

Проблемы медицинской генетики. Человек как объект генетики. Методы изучения генетики человека. Кариотип человека. Значение культуры лимфоцитов в изучении хромосом человека. Наследственные и врожденные болезни, их распространение в популяциях человека. Причины возникновения наследственных заболеваний. Болезни обмена веществ (альбинизм, фенилкетонурия), молекулярные болезни (нарушение структуры гемоглобина), хромосомные болезни (синдромы: Дауна, трисомия, Клайнфельтера, Шерешевского-Тернера). Методы диагностики и лечение от наследственных болезней. Задачи медико-генетических консультаций.

Генетические основы селекции. Предмет и методы селекции. Понятие о породе, сорте, штамме. Источники изменчивости для отбора. Наследование количественных признаков. Системы скрещивания и их генетические следствия. Инбридинг (инцухт), линейная селекция. Аутбридинг, межвидовая и межродовая гибридизация. Гетерозис. Системы отбора. Индивидуальный и массовый отборы и их значение. Использование экспериментального мутагенеза в селекции.

ЦИТОЛОГИЯ

Ядро – система сохранения, воспроизведения и реализации генетической информации. Ядро интерфазной клетки. Химический состав ядра: нуклеиновые кислоты, структурные белки ядра и ферменты. Основные структурные и функционаяльные компоненты ядра: ядерная оболочка, ядерный сок, хромосомы (хроматин), ядрышко. Ядерная оболочка: строение и функции. ядерный сок (кариоплазма) – химический состав и функции.

Хромосомы. Химическая организация: ДНК, РНК, белки (гистоновые и негистоновые). Морфология хромосом, нуклеосомная организация. Гетерохроматин и эухроматин. Морфология хромосом в период митоза. Функциональная активность интерфазных и митотических хромосом. Ядрышко. Химический состав: РНК, белок. Ультраструктурная организация. Изменение ядрышка при митозе. Синтез РНК в ядрышке.

Цитоплазма. Общий химический состав цитоплазмы. Поверхностный аппарат клеток. Основное вещество цитоплазмы – гиалоплазма. Физико-химические свойства гиалоплазмы, ее структура и функции. Общая характеристика поверхностного аппарата. Структурно-биохимическая организация поверхностного аппарата. Молекулярная организация мембран: мозаично-жидкостная модель. Плазматическая мембрана. Рост плазматической мембраны, функции плазматической мембраны (транспортные, рецепторные, межклеточные контакты).

Клеточная стенка растений, строение и образование клеточной стенки растений, функции. Клеточные стенки грибов и прокариотических клеток.

Цитоскелет – опорно-двигательная система клеток.Общая характеристика опорно-двигательной системы клеток. Микротрубочки. Строение и химический состав, белок тубулин. Микротрубочки цитоплазмы, их функции в клетке. Миофибриллы и микрофиламенты цитоплазмы клеток растений и животных. Строение миофибрилл поперечно-полосатого и гладкого мышечного волокна. Белки микрофиламентов. Участие микрофиламентов в движении цитоплазмы. Промежуточные филаменты.

Реснички и жгутики клеток эукариотов: ультрастуктура, механизм и энергетика движения, базальные тельца ресничек и жгутиков. Жгутики парокариотов. Клеточный центр. Строение клеточного центра. Функции центриолей: участие в образовании митотического аппарата, связь с кинетосомами ресничек.

Вакуолярная система внутриклеточного синтеза и транспорта биополимеров. Эндоплазматическая сеть, расположение органоида в клетке. Гранулярная эндоплазматическая сеть, ее строение и функции: участие в синтезе, накоплении и транспорте белков. Гладкая эндоплазматическая сеть, ее строение и функции. Вакуолярный аппарат клеток растений. Функции вакуолей в клетках растений. Комплекс Гольджи. Ультраструктура диктиосом. Функции комплекса Гольджи: синтез полисахаридов и липидов, созревание секреторных продуктов (белки, липиды, полисахариды) и выведение их в цитоплазму, образование лизосом в клетке.

Лизосомы. Морфология лизосом и химическая организация. Первичные, вторичные лизосомы, аутофагосомы, третичные лизосомы и остаточные тельца. Функции лизосом. Образование лизосом в клетке.

Поток мембран вакуолярной системы цитоплазмы.

Система энергетического обеспечения клеток. Митохондрии. Морфологическая характеристика митохондрий. Ультраструктурная организация: наружная и внутренняя мембраны, кристы, матрикс митохондрий (ДНК, РНК, рибосомы). Функции митохондрий.

Пластиды клеток растений. типы пластид. Хлоропласты. Ультраструктура хлоропластов: наружная и внутренняя мембраны, граны, межгранные пластины. Матрикс хлоропластов, рибосомы и синтез белка в хлоропласте. Функции хлоропластов: фотосинтез, синтез АТФ. Онтогенез хлоропластов.

Жизненный цикл клетки. Митоз. Характеристика клеточного цикла, продолжительность его у одноклеточных и многоклеточных организмов. Периоды клеточного цикла в интерфазе: пресинтетический, синтетический и постсинтетический. Характеристика этих периодов. Митоз – основной способ деления клеток эукариотов. Фазы митоза, их характеристика. Изменения морфологии клетки во время митоза. Преобразование ядерной оболочки, формирование митотического аппарата и роль центриолей в этом процессе. Химический состав и ультраструктура митотического аппарата. Механизм движения хромосом в митозе. Эндомитоз. Соматическая полиплоидия. Биологическое значение митоза. Амитоз – прямое деление клетки.

Мейоз.Определение мейоза, его отличия от митоза. Фазы мейоза, их характеристика. Первое деление мейоза: конъюгация, кроссинговер, редукция числа хромосом и формирование гаплоидных клеток (гамет). Типы мейоза: зиготный и гаметный мейоз.

Процесс развития половых клеток у животных: сперматогенез и овогенез. Особенности морфологии и функциональной активности мужских и женских половых клеток. Развитие половых клеток у растений. Процесс оплодотворения, его сущность, биологическое значение. Двойное оплодотворение у высших растений.

БИОФИЗИКА

Структура и функционирование биологических мембран.Мембранакак универсальный компонент биологических систем. Характеристика мембранных белков. Характеристика мембранных липидов. Динамика структурных элементов мембраны. Вода как составной элемент биомембран. Модельные мембранные системы. Поверхностный заряд мембранных систем. Явление поляризации в мембранах.

Биофизика процессов транспорта веществ через биомембраны и биоэлектрогенез.Пассивный и активный транспорт веществ через биомембраны. Ограниченная диффузия. Облегченная диффузия. Пиноцитоз.

Транспорт электролитов. Электрохимический потенциал. Ионное равновесие на границе мембранараствор.

Потенциал покоя, его происхождение. Потенциал действия. Роль ионов Na и K в генерации потенциала действия в нервных и мышечных волокнах; роль ионов Са и Сl  в генерации потенциала действия у других объектов. Кинетика изменений потоков ионов при возбуждении.

Описание ионных токов в модели Ходжкина Хаксли. Воротные токи. Математическая модель нелинейных процессов мембранного транспорта.

ЭКОЛОГИЯ

Факторы среды. Общие закономерности их действия на организмы. Классификация экологических факторов по природе и специфике действия. Абиотические, биотические и антропогенный факторы. Регулярно-периодические, нерегулярные и направленные факторы. Классификация А.С.Мончадского (первичные периодические, вторичные периодические и непериодические факторы). Понятие об условиях и ресурсах. Сигнальное и витальное действие факторов.

Общие закономерности действия факторов на организм. Закон оптимума. Неоднозначность действия фактора на различные функции. Изменчивость и разнообразие ответных реакций особей одного вида на действие фактора. Независимость приспособлений различных видов к действию фактора. Правило экологической индивидуальности (Л.Г. Раменский). Особенности взаимодействия факторов. Понятие об ограничивающих факторах. Законы Ю. Либиха и В. Шелфорда. Экологическая валентность. Границы толерантности. Эврибионты и стенобионты.

Основные среды жизни и адаптации к ним организмов.Специфика водной среды обитания и адаптации гидробионтов.Экологические зоны Мирового океана. Основные свойства водной среды: плотность воды, кислородный, солевой, температурный и световой режимы. Адаптации планктонных, нектонных и бентосных форм.

Наземно-воздушная среда обитания. Адаптации наземных обитателей к основному комплексу факторов в этой среде.Световой режим. Значение различных участков солнечного спектра для живых организмов. Свет как условие ориентации животных. Температурный режим. Температурные адаптации растений. Температурные адаптации животных: химические, физические, поведенческие. Правило К. Бергмана и Д. Аллена. Влажность. Адаптации растений к поддержанию водного баланса. Водный баланс наземных животных. Газовый состав воздуха. Приспособления организмов к низкой плотности воздуха. Эдафические и климатические факторы. Почва и особенности передвижения наземных животных.

Почва как среда обитания. Особенности почвы как биокосного тела. Специфика условий. Плотность, непрозрачность, разнообразие механического состава. Формы влаги в почве. Особенности почвенного воздуха. Температурный режим. Плотность жизни в почвах. Разнообразие почвенных обитателей. Микрофауна, мезофауна, мегафауна.

Живые организмы как среда обитания. Степень развития эндобиоза в природе. Его роль в эволюции живых организмов. Основные экологические адаптации внутренних паразитов. Экологическая специфика наружного паразитизма. Сбалансированный паразитизм. Гиперпаразитизм.

Понятие о популяции в экологии.статические характеристики популяции. Численность и плотность популяций, способы их выражения. Методы количественного учета в популяциях. Типы пространственного распределения. Связь пространственной структуры популяции со свойствами вида и условиями среды. Пространственная структура популяций животных и растений. Календарный и биологический возраст. Возрастная структура популяций растений и животных. Возрастные спектры. Половая структура популяций.

Динамические характеристики популяции. Основное уравнение динамики численности популяций. Рождаемость и смертность в популяциях. Рост численности популяций. Выживаемость. Когортные и статические таблицы выживания. Основные типы кривых выживания. Экспоненциальная и логистическая модели роста популяций. Биотический потенциал. Основные типы динамики численности популяций: стабильный, флуктуирующий и взрывной. Концепция саморегуляции численности. Гомеостаз популяций. Жесткие и смягченные формы внутривидовой конкуренции и их распространение в природе. Регуляция численности популяций в биоценозах. Модифицирующие и регулирующие факторы. Адаптивное значение жестких и смягченных форм внутривидовой конкуренции и их распространение в природе.

Взаимодействия популяций. Классификации биотических взаимоотношений. Нейтрализм. Аменсализм. Комменсализм. Их формы, распространение в природе и значение. Их формы, распространение в природе и значение.

Симбиоз.Адаптации к существованию в условиях симбиоза. Распространенность симбиотических отношений и их значение в природе. Значение симбиоза в процессе выхода растений на сушу. Теория симбиогенеза, ее доказательства.

Экологические особенности связей хищник-жертва. Классификации хищников. Спектр питания хищников. Пищевое предпочтение. Переключение. Функциональная и количественная реакция потребителей на численность жертв. Взаимосвязь динамики численности хищника и жертвы. Математическая модель А. Лотки-В. Вольтерры. Попытки создания экспериментальных моделей системы «хищник – жертва». Опыты Г.Ф. Гаузе. Условия возникновения циклических колебаний численности. Коэволюция хищника и жертвы.

Понятие конкуренции. Эксплуатация и интерференция. Межвидовая и внутривидовая конкуренция. Значение этих форм конкуренции для организмов. Модель межвидовой конкуренции А. Лотки-В. Вольтерры. Лабораторные опыты и наблюдения в природе. Опыты Г.Ф. Гаузе. Принцип конкурентного исключения. Зависимость результатов межвидовой конкуренции от экологических особенностей видов и влияния среды. Конкуренция в сложной и флюктуирующей среде. Условия сосуществования потенциальных конкурентов. Эволюционная роль конкурентных отношений.

Понятие биоценоза. Принципиальные черты надорганизменных объединений. Биоценотические постулаты В. Тишлера. Видовое богатство и разнообразие. Способы их выражения. Правила А. Тинемана. Различные типы распределения обилия видов, входящих в сообщество. Кривые доминирования-разнообразия (Р. Уиттекер). Понятие о консорциях. Роль трофических, топических, форических и фабрических отношений для совместно обитающих видов.

Пространственная структура сообществ. Ярусность в фитоценозах. Фитоценотические горизонты. Синузии. Синузии трех порядков, по Г. Гамсу. Современные представления о синузиях. Мозаичность биоценоза. Типы мозаичности и их причины. Понятие о биогеоценотических парцеллах. Типы парцелл. Пространственная структура сообществ и их устойчивость.

Концепция экологической ниши. Взгляды Г. Хатчинсона и Ю. Одума. Ниша как гиперобъем. Потенциальная и реализованная ниши. Перекрывание ниш.

Понятие экосистемы (А. Тенсли) и биогеоценоза (В.Н. Сукачев). Основные элементы экосистем, обеспечивающие биологический круговорот. Потоки энергии в экосистемах. Трофические уровни. Пищевые цепи и их типы. Пищевые сети. Расход энергии в цепях питания.

Продукционные процессы в экосистемах. Понятие первичной, вторичной, валовой и чистой продукции. Способы их выражения. Биомасса. Отношение чистой первичной продукции к биомассе в различных типах экосистем. Правило экологических пирамид продукции, биомассы и численности. Чистая первичная продукция и ее распределение по разным биомам. Факторы, лимитирующие первичную продукцию в наземных и водных экосистемах. Международная биологическая программа.

Динамика экосистем. Циклические и однонаправленные изменения. Понятие о сукцессиях и сукцессиональных рядах. Классификации сукцессий. Общие закономерности протекания сукцессий.

Первичные сукцессии, особенности их протекания, примеры. Сериальные и климаксовые сообщества. Моно- и поликлимакс, по Ф. Клементсу. Панклимакс. Вторичные сукцессии и особенности их протекания. Демутации. Дигрессии. Проблема устойчивости и продуктивности экосистем в связи с антропогенным прессом.

Биосфера и место в ней человека.Учение В.И. Вернадского о биосфере.

Биосфера как занятая жизнью оболочка Земли. Функции живого вещества на планете. Круговорот веществ как условие стабильности биосферы.

Биосферный цикл углерода. Увеличение концентрации диоксида углерода в атмосфере в течение последнего столетия. Парниковый эффект: механизм возникновения и возможные последствия.

Биосферный цикл азота. Азотфиксация в океане и на суше. Значение азота как ресурса, лимитирующего первичную продукцию в океане. Нитрификация и денитрификация.

Биосферный цикл серы. Решающая роль микроорганизмов. Загрязнение атмосферы диоксидом серы, выбрасываемым промышленными предприятиями. Кислотные дожди и их воздействие на озера, реки и леса.

Биосферный цикл фосфора. Ведущая роль геохимических процессов. Лимитирование фосфором первичной продукции в континентальных водоемах. Эвтрофикация водоемов.

Биосферный цикл кислорода и его сопряженность с циклом углерода. Свободный кислород атмосферы и его происхождение. Озоновый слой и опасность его разрушения.

Эволюция биосферы. Определяющая роль прокариот в становлении и поддержании основных биогеохимических циклов. Начало формирования кислородной атмосферы, распространение эукариот, выход жизни на сушу и развитие высших растений, становление современной биосферы.

БИОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА

Ткань. Определение понятия «ткань». Общие принципы организации тканей. Классификация тканей на основе их строения, функций, онтогенеза, степени обновления и эволюционного развития. Клетки и клеточные популяции, понятие о стволовых клетках. Межклеточное вещество.

Происхождение тканей в онто- и филогенезе. Значение тканевого уровня организации в эволюции многоклеточных животных.

Индивидуальное развитие человека. Онтогенез. Общая периодизация и характеристика основных этапов постнатального онтогенеза. Понятие о биологическом возрасте. Старение и продолжительность жизни.

Основные структурно-функциональные элементы нервной ткани. Нейрон, нейроглия.Нейрон - структурная и функциональная единица нервной системы. Классификация нейронов по их строению и функции. Значение отдельных частей нейрона. Нейроглия и ее функциональное значение. Развитие нейрона.

Особенности проведение возбуждения по нервным волокнам.Структура и функция нервных волокон. Миелиновые и безмиелиновые нервные волокна. Особенности проведения возбуждения в них. Сальтаторное проведение возбуждения, обмен веществ в нервном волокне. Классификация нервных волокон по скорости проведения возбуждения, их возбудимости и лабильности.

Механизм связи между нейронами. Синапс.Строение синапса. Его пресинаптический и постсинаптический отделы. Синаптическая щель. Различные типы синапсов. Проведение возбуждения в нервно-мышечных синапсах, синапсах центральной и вегетативной нервной системы. Медиаторы возбуждения, механизм их образования, выделения и действия на постсинаптическую мембрану. Потенциал концевой пластинки, миниатюрные потенциалы, возбуждающий постсинаптический потенциал. Механизмы их образования, значение для возникновения распространяющегося возбуждения.

Интегративная (координационная) функция нервной системы. Представление о нервных процессах.Торможение в центральной нервной системе.Определение торможения. Открытие торможения в центральной нервной системе (И.М. Сеченов). Различные виды торможения: первичное и вторичное, деполяризационное и гиперполяризационное, пресинаптическое и постсинаптическое. Механизмы их возникновения. Роль тормозных нейронов, медиаторы торможения. Изменения ионной проницаемости, лежащие в основе возникновения тормозного постсинаптического потенциала. Взаимодействие процессов возбуждения и торможения в ЦНС.  

Координация функций организма.Интегративная функция нервной системы. Ее роль в организации ответной реакции организма. Понятие о рефлекторном кольце. Роль обратной афферентации в координации функций. Взаимодействие и движение возбуждения и торможения в центральной нервной системе: иррадиация и индукция. Реципрокность как частный случай индукции. Механизмы этих процессов. Роль прямого, возвратного и аутогенного торможения в организации координированной реакции на раздражение. Учение А.А. Ухтомского о доминанте. Перестройка координационных отношений.

Рефлекторная теория И.П.Павлова. Условный рефлекс как универсальный приспособительный механизм в животном мире. Условнорефлекторная деятельность как механизм высшего анализа и синтеза. Условный рефлекс. Правила образования условных рефлексов. Стадии образования условных рефлексов. Классификация условных рефлексов. Динамика условнорефлекторной деятельности. Торможение условных рефлексов. Движение и взаимодействие процессов возбуждения и торможения. Проблема локализации временных связей. Физиологические основы механизмов образования временных связей. Доминантный очаг. Роль доминанты в механизмах образования временной связи. Механизмы замыкания временных связей.

Поведенческие реакции человека и животных. Потребности и мотивации.Детерминанты потребности. Классификация потребностей. Потребности и воспитание. Биологическая мотивация. Общие свойства различных видов мотивации. Мотивация как доминанта. Нейроанатомия мотивации. Нейрохимия мотивации.

Врожденная деятельность организма. Классификация врожденных форм поведения. Ориентировочный рефлекс. Ориентировочно-исследовательская деятельность. Сложные формы врожденного поведения. Инстинкт. Импринтинг. Локализация безусловных рефлексов в ЦНС (центры голода, жажды, насыщения, агрессии).

Общие принципы работы сенсорных систем. Учение И.П. Павлова об анализаторах.Общие принципы работы анализаторов. Структура и функции анализатора. Многоуровневость анализаторных систем. Понятие уровня, понятие нейронного слоя и проводящей части анализатора. Прямые афферентные пути и ассоциативные системы. Иерархический принцип построения анализаторов. Рецепторы. Рецепторный потенциал адаптация. Рецептивное поле нейронов. Восходящие пути анализатора. Корковый конец анализатора. Нисходящие влияния анализаторов. Двигательные компоненты анализаторов. Взаимодействие сенсорных систем. Развитие сенсорных систем в онтогенезе.

Морфофизиологические особенности системы дыхания. Регуляция дыхания.Дыхательный центр, его структура. Ритмическая активность дыхательного центра, ее механизмы. Участие других отделов центральной нервной системы в регуляции дыхания. Роль гуморальных факторов в регуляции дыхания. Условно-рефлекторная регуляция дыхания.

Нервно-гуморальная регуляция работы сердца.Эфферентная иннервация сердца. Механизм влияние блуждающего и симпатического нервов. Кардио-кардиальные рефлексы. Рефлексы с рефлексогенных сосудистых зон. Условно-рефлекторная регуляция деятельности сердца. Гуморальная регуляция.

Эритропоэз и его регуляция.Образование и разрушение эритроцитов. Нервно-гуморальная регуляция кроветворения.

Дисциплины специализации “ботаника”

Онтогенез растений. Календарный и биологический возраст. Особенности онтогенеза растений как модульных организмов. Простой и сложный, полный и сокращенный онтогенез.

Периоды и возрастные состояния в онтогенезе растений, по Т.А. Работнову, А.А. Уранову. Латентный период. Покой семян и обуславливающие его факторы. Виргинильный период. Возрастные состояния проростка, ювенильного, имматурного и молодого вегетативного растений, их характеристика. Генеративный период. Возрастные состояния: молодое, средневозрастное, старое. Изменение габитуса генеративных растений. Монокарпики и поликарпики. Перерывы в цветении. Сенильный период: субсенильное и сенильное состояния. Старение и обуславливающие его факторы. Соотношение старения и омоложения у растений. Изменение габитуса при старении. Экологические аспекты старения.

Поливариантность онтогенеза, ее роль в существовании растений. Виды поливариантности: морфологическая, размерная, временная, ритмологическая, способов размножения, их примеры и значение.

Жизненная форма, или биоморфа, как биологическое явление и единица классификации. Основные подходы к классификации жизненных форм. Биоморфологические признаки. Соотношение понятий жизненная форма, форма роста, архитектурная модель, модель побегообразования и экобиоморфа. Классификация жизненных форм по К. Раункиеру. Классификации жизненных форм по способности растений к вегетативному размножению и особенностям хода онтогенеза. Система жизненных форм И.Г. Серебрякова.

Структурное разнообразие, как важнейший элемент биологического разнообразия. Разнообразие жизненных форм растений различных растительно-климатических зон. Биологические спектры.

Краткая история развития систематики растений. Первые классификационные схемы. Описательный период. Период искусственных систем. Разработка понятия о роде. «Система природы» К. Линнея, учение о виде и реформа номенклатуры. Естественные системы. Современные филогенетические системы цветковых растений. Кладизм. Геносистематика.

Отдел моховидные. Общая характеристика. Особенности географического распространения и экологии. Размеры ареалов. Приспособления к существованию в экстремальных условиях температуры, влажности, освещенности, субстратов. Современные подходы к классификации моховидных, находки представителей новых таксонов.

Свет как экологический фактор.Общее понятие о световом режиме. Спектральный состав света и понятие о физиологически активной радиации (ФАР). Световой режим растений. Экологические группы растений по отношению к свету Влияние света на структуру органов, на отдельные функции растений.

Растение и почва.Основные свойства почвы. Почвенное плодородие. Экологическое значение гранулометрического состава, физико-химических свойств почвы. Макро- и микроэлементы, их значение. Экологическое значение фосфора, калия, азота. Олиготрофные, мезотрофные и эутрофные виды. Живое население почвы и его экологическое значение.

Состав фитоценоза. Видовое богатство и разнообразие. Понятие ареал-минимума. Количественное участие видов в сообществе. Проективное покрытие и обилие. Шкала О.Друде. Господствующие виды (доминанты), согосподствующие (ко-доминанты) и сопутствующие (ассектаторы). Понятие об эдификаторах. Соотношение доминантов и ассектаторов в ненарушенных и нарушенных фитоценозах.

Вертикальное распределение надземной и подземной фитомассы. Ярусы, биоценотические и фитоценотические горизонты. Внеярусная растительность и понятие полога. Динамика ярусов по сезонам и годам. Синузии. Горизонтальная неоднородность фитоценоза. Мозаичность, ее причины и динамика.

Экологические группы растений по эдафическим факторам. Показатель рН и его значение в жизни растений. Олиго-, мезо- и эвтрофные растения. Экологические спектры растений по жизненным формам.

Классификация и ординация – два подхода к изучению растительного покрова. Проблема границ в экологии сообществ. Ассоциация – основная классификационная единица растительности, ее основные признаки. Методы выделения ассоциаций: доминантный и флористический. Соотношение ассоциаций, выделенных разными методами. Русско-скандинавская и южноевропейская геоботанические школы.

Представления о континуальности (непрерывности) растительного покрова. Разработка экологических шкал и ординация растительности. Эдафо-фитоценотические ряды типов леса по В.Н.Сукачеву, типы территориальных объединений фитоценозов.

История формирования флоры и растительности Архангельской области. Третичная флора. Плейстоценовые оледенения. Максимум похолодания. Растительность позднеледникового, пребореального, бореального, атлантического и суббореального периодов. Палинологический анализ как метод реконструкции растительности. Скульптура экзины, размеры и форма пыльцевых зерен. Сохранение пыльцы растений в слоях торфа, сапропеля и озерного мергеля. Проблема датировки проб и выявление реальной доли участия того или иного вида в сложении растительного покрова. Понятие реликтовых видов. Сокращение ареала и рефугиумы. Примеры реликтовых видов цветковых растений позднеледникового и атлантического времени. Реликтовые сообщества.

Разнообразие, современное состояние и использование лесных сообществ. Территория Архангельской области, относящаяся к лесной зоне. Подзоны северной и средней тайги. Климатические и природные особенности подзон, видовой состав древостоев, продуктивность, особенности растительных сообществ. Антропогенное воздействие на лесные экосистемы. Проблема старовозрастных лесов и лесовозобновления. Охраняемые природные территории, уникальные лесные ландшафты.

Флора морских экосистем. Важнейшие представители отделов зеленые, бурые и красные водоросли. Примеры массовых видов планктонных водорослей и водорослей макрофитов Белого моря. Сезонная динамика планктонных водорослей. Роль грунта и морских течений в жизни водорослей макрофитов, распределение их по глубинам. Жизненные формы водорослей макрофитов, особенности сезонной ритмики. Водоросли, имеющие промышленное значение. Заготовка, искусственное выращивание, восстановление зарослей. Химический состав водорослей и их применение в фармацевтике и пищевой промышленности.

Растительные ресурсы. Объекты исследования ботанического ресурсоведения. Понятие «растительные ресурсы» и «растительное сырье». Классификация растительных ресурсов. Основные химические вещества, определяющие полезные свойства растений. Методы определения запасов дикорастущих недревесных растений. Определение запасов на конкретных зарослях и на ключевых участках.

Флора. Важнейшие методы флористических исследований. Типы флор. Эндемизм. Центры систематиче­ского разнообразия. Флористическое районирование суши. Голарктическое, палеотропическое, неотропическое, капское, австралийское и голантарктическое флористические царства. Занимаемая территория, эндемичные таксоны, центры таксономического разнообразия, история формирования.

Физиологические основы устойчивости растений к неблагоприятным условиям среды. Понятие стресса у растений. Механизмы стресса и адаптации на клеточном, организменном и популяционном уровнях пути адаптации растений к стрессам: уход от воздействия и приспособление к существованию в условиях стресса. Закаливание. Системы регуляции в условиях стресса на уровне клетки и организма. Устойчивость растений к недостатку кислорода (АФК). Засухоустойчивость. Устойчивость к низким температурам. Устойчивость к нарушениям минерального питания, к тяжелым металлам. Солеустойчивость. Газоустойчивость. Устойчивость к фитопатогенам.

Рост и развитие растений. Гормональная система регуляции.Системы регуляции у растений – внутриклеточный, межклеточный и организменный уровень. Доминирующие центры. Раздражимость. Гормональная система. Классы фитогормонов, общие черты действия. Рецепция, усиление сигнала. Системы вторичных мессенджеров (фосфатидилинозитольная, аденилатциклазная, МАР-киназный каскад). Методы выделения и изучения гормонов. Биотесты. Происхождение и эволюция фитогормонов.

Дисциплины специализации “зоологиЯ”

Основы зоологической систематики. Современные представления о зоологическом виде. История формирования представлений. Номиналистическая, типологическая и биологическая концепции вида. Понятие о типе в видовой систематике (голотип, паратип, неотип, типовая серия). Зоологическая номенклатура. Принцип пригодности и валидности. Правило приоритета. Основные принципы и положения Международного кодекса зоологической номенклатуры.

Основные направления зоологических исследований в Архангельской области.Палеонтологические исследования на территории Архангельской области. Ихтиологические, орнитологические, энтомологические работы.

Современные представления о систематике животных. Современные тенденции в макросистематике животных. Уровни организации. Важнейшие черты Protozoa и Metazoa. Принципы выделения категорий уровня типа и выше.

Понятие о протистах как одноклеточных эукариотах.Многообразие протистов. Современное состояние систематики одноклеточных животных. Становление на уровне протистов эукариотической клетки: На уровне генома становление ди-, поли-, и амфиплоидности; многоядерности и ядерного гетероморфизма, всех типов распределения генетического материала ядра при бесполом размножении (все типы митоза). На уровне клетки: приобретение всех типов митохондрий, всех вариантов хлоропластов, всех типов клеточных покровов, органоидов и структур цитоскелета. На уровне организма: все возможные типы жизненных циклов, все формы редукции генетического материала, все типы клеточного движения и клеточного питания.

Возможность дальнейшего развития филогенетической систематики при условии отсутствия формальной границы между протистами и эукариотами. Использование молекулярно – биологических данных.

Простейшие – традиционно выделяемые полифилетическая группировка, не имеющая таксономического статуса. Понятие о Prorozoa как одноклеточных животных, объединяющих два уровня организации – клеточный и организменный.

Раздел Radiata.Важнейшие черты организации. Адаптивный характер лучевой симметрии. Двуслойность. Место в филогении животных. Тип Кишечнополостные (Стрекающие). Тканевой уровень дифференцировки. Морфология. Полипы и медузы. Эктодерма и клетки, входящие в ее состав. Мезоглея и ее функции. Эндодерма и образующие ее клетки. Особенности питания, движения. Нервная система. Размножение бесполое и половое. Регенерация. Жизненные циклы книдарий. Метагенез.

Тип Гребневики. Особенности строения и симметрии. Дифференцировка на уровне тканей. Специфические черты типа: движение за счет видоизмененных ресничек, наличие клейких клеток, аборального органа.

Тип Кольчатые черви. Особенности высших беспозвоночных на примере кольчатых червей. Появление целома, его строение и функции. Метамерия. Повышение уровня организации кольчатых червей. Особенности строения. Обособление головы как первый этап возникновения гетерономности. Параподии. Развитие пищеварительной системы и челюстей. Становление кровеносной системы. Нервная, выделительная системы. Особенности размножения и развития.

Тип Членистоногие. Развитие гетерономности, обособление отделов тела. Строение и развитие наружного кутикулярного хитинизированного скелета. Членистые конечности и их функции. Миксоцель. Происхождение членистоногих, основные направления их эволюции. Смена среды обитания в филогенезе членистоногих. Значение членистоногих. Ароморфозы насекомых, обеспечивающих им биологический прогресс.

Выход животных на сушу. Важнейшие ароморфозы. Параллелизмы у животных, осваивающих наземно-воздушную среду обитания.

Филогения беспозвоночных. Одноклеточные и многоклеточные. Дифференцировка на клеточном уровне. Фагоцителлообразные. Паразои, основные направления эволюции. Дифференцировка на тканевой уровне. Двуслойность. Радиальная симметрия. Раздел Лучистые.

Дифференцировка на уровне органов их систем. Трехслойность. Билатеральная симметрия. Раздел Билатерально симметричные животные.

Независимое происхождение Radiata и Bilateria. Низшие беспозвоночные (Acoelomata) и высшие целомические животные (Coelomata). Основные направления подраздела целомические животные.

Общая характеристика типа хордовых. Происхождение хордовых и их эволюционные связи с типами беспозвоночных. Оригинальные и общие с другими типами животных черты хордовых Chordata. Поиск предков хордовых среди различных типов беспозвоночных (кольчатые черви, паукообразные, иглокожие, полухордовые, погонофоры). Основные гипотезы происхождения хордовых.

Характеристика подтипа позвоночных. Происхождение, основные тенденции в эволюционном развитии подтипа. Морфофизиологическая характеристика, систематическая классификация позвоночных Vertebrata, происхождение, филогенетические связи позвоночных.

Характеристика хрящевых и костных рыб. Происхождение и эволюция разных групп. Разнообразие современных хрящевых и костных рыб, морфологические и физиологические предпосылки процветания групп. Адаптации, распространение. Класс Костные рыбы (Osteichthyes). Общая характеристика костных рыб как вторичночелюстноротых. Особенности строения: внешний облик, покровы, скелет, органы пищеварения, дыхание, кровообращение, выделение, размножение, плавательный пузырь, нервная система и органы чувств. Механизмы сигнализации и локации. Многочисленность и многообразие в связи с различными условиями существования.

Выход позвоночных на сушу. Лопастеперые рыбы. Первые наземные четвероногие, происхождение и эволюция земноводных. Подкласс Лопастеперые, или Хоанодышащие (Sarcopterygii). Надотряд Двоякодышащие (Dipnoi) - древняя специализированная группа костных рыб, приспособленная к придонному образу жизни в обедненных кислородом водоемах. Надотряд Кистеперые рыбы (Crossopterygii) - древняя, почти целиком вымершая группа. Черты организции древних кистеперых рыб в связи со спецификой условий жизни в пресных водоемах палеозоя. Значение рипидистий для понимания происхождения наземных позвоночных. Место целокантов в филогении рыб.

Выход позвоночных на сушу. Первые наземные четвероногие - ихтиостегиды. Черты их строения и вероятного образа жизни. Сходство с древними кистеперыми рыбами. Разнонаправленность эволюции древних амфибий: лабиринтодонты, лептоспондилы, эмболомеры. Вероятная связь древних амфибий с современными отрядами земноводных и с другими классами наземных позвоночных животных.

Амниоты: особенности их строения, физиологии и развития. Особенности организации и размножения в связи с наземным образом жизни. Адаптивное значение зародышевых и яйцевых обо­лочек в эволюции амниот.

Характеристика рептилий. Основные черты анатомии и физиологии.Класс Пресмыкающиеся, или Рептилии (Reptilia). Характеристика рептилий как низших амниот. Приспособительные к наземному существованию особенности организации рептилий: кожные покровы, скелет, мускулатура, органы пищеварения, дыхания, кровообращения, органы выделения и размножения, нервная система и органы чувств. Особенности поведения. Специфика морфофизиологической организации в различных систематических группах рептилий.

Происхождение и эволюция птиц. Характеристика класса, анатомические и физиологические основы биологического прогресса группы. Приспособление к полету. Экологические группы птиц, их роль в биоценозах. Система класса, распространение. Вероятные предки птиц. Современные представления о происхождении птиц (энанциорнисы, протоавис и др. палеонтологические находки). Археоптерикс - древняя ящерохвостая птица: черты сходства с рептилиями и птицами. Птицы мелового периода (гесперорнис, ихтиорнис).

Адаптивная радиация и разнообразие птиц кайнозойской эры. Некоторые вымершие группы птиц: эпиорнисы, моа, диатримы, дронт.

Класс Птицы (Aves). Общая характеристика птиц как высокоорганизованной и специализированной ветви высших позвоночных животных: теплокровность и механизмы терморегуляции, особенности метаболизма; уровень организации центральной нервной системы, усложнение поведения; основные морфофизиологические адаптации к полету; особенности размножения.

Экологические группы птиц. Современная систематика класса птиц.

Происхождение и эволюция млекопитающих. Архаичные и прогрессивные черты в морфофизиологическом облике млекопитающих, возможные причины биологического процветания группы. Систематика, распространение.

Вероятные предки млекопитающих среди древних неспециализированных рептилий. Черты сходства с амфибиями. Звероподобные - направление эволюции рептилий на пути к млекопитающим. Черты организации, обеспечивающие прогрессивную эволюцию млекопитающих. Многобугорчатые. Трехбугорчатые. Основные линии исторического развития млекопитающих. Примеры конвергенции между сумчатыми и плацентарными, ее причины.

Общая характеристика класса млекопитающих (Mammalia) как наиболее высокоорганизованных высших позвоночных животных. Прогрессивные черты организации: теплокровность и механизмы терморегуляции; уровень организации центральной нервной системы и усложнение поведения; морфологические и функциональные особенности размножения. Архаичные черты организации (кожные железы, особенности выделения и др.). Возможные причины биологического прогресса группы. Систематика и распространение млекопитающих.

Дисциплины специализации “ФИЗИОЛОГИЯ человека”

Физиологические закономерности эмбриогенеза ЦНС.Формирование синаптических контактов и нейронных сетей, их генетическая детерменированность и изменчивость. Специфические особенности генома нервных клеток.

Морфофизиологическое представление о нервных центрах. Свойства нервных центров.Проведение возбуждения в центральной нервной системе.Одностороннее проведение возбуждения. Задержка проведения. Суммация (последовательная и пространственная). Окклюзия. Трансформация ритма. Явления последействия. Проторение. Утомляемость. Повышенная чувствительность к недостатку кислорода. Специфический характер реагирования на действие химических веществ. Тонус нервных центров.

Вегетативная нервная система.Морфофизиологические особенности симпатического, парасимпатического и энтерального отделов вегетативной нервной системы, их медиаторы и рецепторы. Особенности рефлекторных дуг. Механизм передачи возбуждения в вегетативных ганглиях. Особенности структуры и функции вегетативных волокон.Классификация и особенности вегетативных рефлексов Адаптационно-трофическая роль симпатической нервной системы (Л.А. Орбели).

Теории системной работы головного мозга. Функциональная организация мозга.Ранние представления о локализации психических функций в головном мозге человека. Два направления неврологии - локализационизм и эквипотенциальность. Кризис в представлениях о локализации психических функций в головном мозге и его преодоление. Современные представления о локализации психических функций. Асимметрия функций полушарий головного мозга человека. Учение о функциональной организации мозга. Роль А.Р. Лурия в развитии теории локализации. Системный принцип функционирования мозга. Теория нейропластичности.

Электрофизиологические методы и их вклад в изучение физиологических механизмов психических процессов. Основы метода ЭЭГ: временная и пространственная суммация электрических процессов. Общие принципы записи электроэнцефалограммы (ЭЭГ). Методы записи ЭЭГ. Электроды и их расположение. Система 10/20. Технические стандарты и стратегия записи. Варианты отведения потенциалов: монополярное, биполярное. Генераторы ЭЭГ. Паттерны ЭЭГ. Ритмические и аритмические волны. Основные характеристики ЭЭГ. Форма волны. Частота. Амплитуда. Распределение. Фаза. Артефакты.

Кровь как саморегулирующаяся система.Жесткие константы, механизмы их поддержания. Пластичные константы. Кроветворение.

Сердце как саморегулирующаяся система.Внутриклеточные механизмыф регуляции. Внутриорганные механизмы регуляции: гидродинамический, гетерометрический, гомеометрический. Роль пейсмекера. Внеорганные механизмы регуляции сердечной деятельности.

Физиология человека в высоких широтах. Адаптивные реакции у мигрантов. “Синдром полярного напряжения”. Особенности организма постоянных жителей Севера. “Арктический адаптивный тип”.

Стресс и стрессорное воздействие.Стадии стресса и теория Селье о физиологических механизмах стресса. Стресс-система организма. Шум. Восприятие шума. Влияние шума на различные системы организма. Физиологические последствия воздействий шума, психофизиологические и патологические реакции на воздействие шума.

Асимметрия головного мозга и индивидуальность. Вклад правого и левого полушария в деятельность и поведение человека. Доминирование полушарий. Психофизиологические особенности право- и левополушарных людей. Левшество. Причины левшества. Декстрастресс.