2.2. Микробиология

Клетка прокариот. Особенности структурной организации и химического состава прокариот. Принципы их классификации. Бактерии. Цианобактерии. Особенности получения энергии прокариотами. Особенности дыхания, брожения, фотосинтеза. Вирусы. Примеры вирусной инфекции. Роль вирусов в природе и жизни человека.

2.3. Физиология растений

Фотосинтез: история развития учения о фотосинтезе. Историческое значение работ К.А.Тимирязева. Определение фотосинтеза. Общее уравнение процесса и его основные, компоненты. Структурная организация фотосинтетического аппарата. Строение листа как органа фотосинтеза,

Хлоропласты. Элементы структуры хлоропластов: граны, тилакоиды, матрикс, мембраны. Онтогенез хлоропластов. Эволюция структуры фотосинтетического аппарата. Пигментные системы фотосинтезирующих организмов. Первичные процессы фотосинтеза. Поглощение света пигментами. Электронно-возбужденные состояния пигментов (синглетное, триплетное). Фотосинтетическая единица. Реакционные центры. Циклический и нециклический транспорт электронов. Фосфорилирование.

Темновая стадия фотосинтеза. Связь фотосинтетической ассимиляции CO₂ с фотохимическими реакциями. Циклы Кальвина и Хетча-Слэка-Карпилова. САМ-тип метаболизма. Особенности путей ассимиляции СО₂ у растений СЗ и С4 группы и их экологическое значение. Экология фотосинтеза:

зависимость фотосинтеза от внешних условий и от состояния организма.

Физиология минерального питания. Классификация минеральных элементов, необходимых для растений; макроэлементы и микроэлементы. Питательные смеси. Физиологическая роль основных элементов питания. Физиологические основы применения минеральных удобрений. Диагностика потребности растений в элементах минерального питания.

Физиология водообмена. Значение воды в жизнедеятельности растений. Молекулярная структура и физические свойства воды. Свободная и связанная вода. Значение отдельных фракций воды в растении. Основные закономерности поглощения воды клеткой. Градиент водного потенциала. Сосущая сила. Механизм передвижения воды по растению. Выделение воды растением: гуттация, транспирация. Экологические аспекты транспирации и транспирация у разных экологических групп растений.

Устойчивость как приспособление растений к условиям обитания. Ответная реакция растений на действие неблагоприятных факторов. Засухоустойчивость, жароустойчивость, холодоустойчивость, приспособленность к засолению почв (различные виды засоления и их влияние на ход физиологических процессов).

2.4. Общая биология

Введение. Предмет общей биологии, его задачи.

Сущность жизни. Основные признаки и свойства живой материи. Общая характеристика живого. Определения жизни. Высокоупорядоченность, специфичность структуры, термодинамическое неравновесие. Саморегуляция. Движение, рост, развитие.

Уровни организации жизни. Понятие об элементарной единице и элементарном явлении, их особенности на каждом уровне. Отражение идеи развития в уровнях организации.

Аксиомы биологии, отражающие особенности живой материи: аксиома структуры, аксиома репликации, аксиома изменчивости, аксиома усиления, аксиома отбора.

Клетка. Клетка - основа жизни. Клеточная теория. Особенности клеток прокариот и эукариот. Одноклеточные и многоклеточные организмы. Вирусы. Пределы сложности жизни. Законы поверхности и объема клетки.

Избыточность живых систем. Понятие, определение, основные формы избыточности биосистем.

Происхождение жизни. История развития представлений о происхождении жизни. Гипотезы возникновения жизни. Предбиогенез. Возникновение планеты Земля. Планетный этап. Условия, необходимые для возникновения жизни. Биогенез. Теория А.И. Опарина. Опыты С. Миллера. Работы Т. Сеча, С. Альтмана. Свойства рибозима. Возникновение клетки. Работы в лабораториях по созданию искусственной клетки. Гипотезы возникновения эукариотической клетки: симбактериогенез, синбактериогенез. Возникновение жизни – закономерный этап развития планеты. Соотношение функции и формы. Асимметрия и симметрия.

Хронология истории Земли. Этапы становления жизни. Методы геохронологии: стратиграфия, методы абсолютной геохронологии, палеонтологический метод. Основные подразделения Международной геохронологической шкалы. Геохронологическая таблица. Этапы становления атмосферы и развития жизни. Неизбежность возникновения разума.

Состояния организма. Классификация состояний организма. Нежизнеспособные и жизнеспособные состояния. Анабиоз. Причины анабиоза. Виды анабиоза. Значение анабиоза при возникновении жизни и в эволюции. Продолжительность пребывания организмов в состоянии анабиоза. Использование способности к анабиозу в практических целях.

Размножение. Типы размножения. Бесполое размножение: бинарное, множественное деление, споруляция, почкование, фрагментация. Вегетативное размножение. Клонирование. Работы отечественных и зарубежных исследователей по клонированию. Практическое значение исследований. Получение безвирусных растений. Размножение через каллусную культуру. Соматическая гибридизация.

Биоразнообразие. Классификация органического мира. Международная конвенция о сохранении биологического разнообразия. Иерархические уровни биологического разнообразия и их характеристика. Генетическое разнообразие. Основные закономерности действия и взаимоотношения аллелей. Создание трансгенных форм. Видовое разнообразие, его состояние в России. Экосистемное биоразнообразие.

Особи. Индивиды простые и сложные. Онтогенез, типы онтогенеза. Унитарные и модульные организмы. Растения – модульные организмы. Примеры модульных организмов для животных. Характер взаимодействия модульных организмов со средой.