Тема 5. Биологические явления. Формы и уровни жизни

Молекулярно-генетический уровень

Молекулярные основы воспроизводства жизни. Законы генетики Менделя. Элементарный носитель информации – ген. Исследование роли ДНК в клетке. Механизмы генетической репродукции и биосинтеза белка. Связь между синтезом белка и ДНК. Кодон. Механизм репликации ДНК. Комплементарность.

Механизмы изменчивости. Мутация генов. Рекомбинация генов. Трансмиссивные генетические элементы.

3. Онтогенетический уровень жизни

Функционирование на клеточном уровне. Основные функциональные системы клетки: ядро, рибосомы , митохондрии и т.д.

Популяционно-биоценотический уровень

Популяция как элементарная единица эволюции жизни на Земле. Второй уровень организации – биоценоз. Связь популяций и биоценозов с окружающей средой. Кругооборот веществ в природе.

Биосферный уровень

Понятие Биосферы и живого вещества по В.И. Вернадскому. Многообразие живых организмов – основа организации и устойчивости биосферы. Геологические функции живого вещества. Биогеохимическая цикличность.

Тема 6. Сложные системы. Синергетика

Понятие сложной системы

Системы, состоящие из большого числа переменных. Системный подход.

Термодинамика закрытых систем

Понятие «энтропия». Второй закон термодинамики. Поведение изолированных макросистем. Стационарная и замкнутая Вселенная. Стремление к равновесию, хаосу. Особенности эволюции в закрытых системах.

Формирование идеи самоорганизации. Открытые системы. Синергетика

Самоорганизация в открытых системах. Алгоритм самоорганизующихся систем. Переход от менее сложных и менее упорядоченных систем к более сложным и более упорядоченным. Синергетика Г. Хакена. Термодинамика неравновесных процессов И. Пригожина. Нелинейные процессы. Неравновесность. Скачок. Точка бифуркации. Диссипативные структуры.

Эволюция и самоорганизация.

Синергетическая картина мира

Мир как сложная суперсистема. Мир находится в постоянном изменении. Самоорганизация возможна лишь в открытых диссипативных системах. Вероятностный характер развития систем.

Три уровня самоорганизации материи: самоорганизация и эволюция косной материи; живой материи; социальная и психическая эволюция человека. Механизм эволюции в соответствии с представлениями синергетики. Как изменила научную картину мира современная физика?

Тема 7. Возникновение и эволюция Вселенной. Планета Земля.

Эволюция Вселенной. Модель расширяющейся Вселенной

Космологические модели А. Фридмана. Красное смещение. Э. Хаббл. Расширение Вселенной. Теория Большого взрыва. Сингулярность. Теория Большого взрыва как процесс эволюции материи. Обнаружение реликтового излучения – подтверждение теории Большого взрыва.

Эволюция и строение звезд и галактик

Зарождение протозвезды. Термоядерные реакции внутри звезд. Красные гиганты и белые карлики. Гравитационный коллапс. Образование черных дыр. Современные модели эволюции Солнечной системы. Происхождение планет Солнечной системы.