- •1. Клеточная теория, её история, основные положения, современное состояние.
- •2. Клеточная организация про- и эукариот. Гипотезы происхождения эукариот.
- •3. Эукариотическая клетка, основные структурные компоненты, их строение и функции: органоиды, цитоплазма, включения.
- •4. Биологическая мембрана: молекулярная организация, функции. Роль мембран в организации и функционирование клетки.
- •5.Ядро: строение, состав. Роль ядра в системе управления клеткой.
- •6. Временная организация клетки. Жизненный цикл, основное содержание и значение его периодов. Митотический цикл, фазы авторепродукции и распределения генетического материала.
- •7. Митоз, характеристика фаз. Механизмы пролиферации в поддержании генетического гомеостаза (редупликация, равномерное распределение генетического материала).
- •8. Прямое деление клетки – амитоз. Эндомитоз, значение эндомитоза и политении для нормального функционирования организма.
- •9. Мейоз, как процесс формирования гаплоидных гамет. Фазы мейоза, их характеристика и значение. Рекомбинация генов, её медицинское и эволюционное значение.
- •10. Организация наследственного материала у про-и эукариот. Химическая организация генетического материла. Структура днк, свойства и функции.
- •11. Молекулярное строение генов про- и эукариот. Принципы и этапы репликации днк
- •12. Генетический код как способ записи наследственной информации. Свойства генетического кода. Кодовая система днк.
- •13. Структура и виды рнк. Роль рнк в процессе реализации наследственной информации.
- •14. Этапы реализации наследственной информации: транскрипция, трансляция.
- •15.Белки – непосредственные продукты и реализаторы генетической информации. Молекулярное строение и функции белков как субстрата жизни.
- •20. Реализация генетической информации в клетке
- •21.. Классификация генов: структурные и регуляторные. Регуляция экспрессии генов прокариот по типу индукции и корепрессии (модель оперона).
- •22. Регуляция активности генов у эукариот
- •3. Генетика
- •23.Генный уровень организации наследственного материала
- •24. Ген, как функциональная единица наследственности, его свойства. Основные положения теории гена, свойства гена.
- •25.Количественная и качественная специфика проявления гена в признаке: пенетрантность, экспрессивность. Плейотропное действие гена.
- •26.Хромосомный уровень организации наследственного материала
- •27 Хромосомы – структурные компоненты ядра. Химический состав хромосом, структурная организация хроматина. Гетерохроматин и эухромитин, их функции.
- •28. Особенности хромосомной организации в зависимости от фазы пролиферативного цикла (хроматин, метафазная хромосома). Этапы упаковки хромосом.
- •29. Морфологии хромосом, классификация. Биологическое значение хромосомного уровня организации наследственного материала.
- •30. История развития генетики. Г.Мендель – основоположник классической генетики. Гибридологический анализ – фундаментальный метод генетики, его основные положения.
- •31. Понятие «генотип» и «фенотип». Генотип – сбалансированная система взаимодействующих генов. Аллельные и неаллельные гены.
- •32. Первый и второй законы Менделя.
- •33. Третий закон Менделя. Условия независимого наследования и комбинирования неаллельных генов. Цитологические основы и универсальность законов Менделя. Менделирующие признаки человека.
- •34.. Взаимодействие генов в генотипе: аллельных (доминирование, неполное доминирование и кодомирование) и неаллельных (комплементарность, эпистаз, полимерия).
- •35.Множественный аллелизм, примеры, механизм возникновения.
- •36. Сцепленное наследование, группы сцепления . Хромосомная теория наследственности.
- •38.Фенотип как результат реализации наследственной информации и специфических условиях среды. Модификации и их характеристики. Норма реакции признака. Фенокопии.
- •39. Комбинативная изменчивость и её механизмы. Рекомбинация наследственного материала, её медицинское и эволюционное значение.
- •40. Мутации, их классификация. Генеративные и соматические мутации. Спонтанные и индуцированные мутации. Факторы мутагенеза.
- •41. Геномные мутации, причины и механизмы их возникновения. Классификация геномных мутации (гетероплоидия, полиплоидия). Значение и селекции в медицине.
- •42. Хромосомные мутации (абберации) их классификация. Причины и механизмы возникновения. Роль хромосомных мутации в развитии патологии у человека и роль в эволюционном процессе.
- •48. Генные мутации и их классификация. Причины и механизмы возникновения генных мутации. Мутон. Последствия генных мутации.
- •51. Генетика популяции. Популяционно-статистический метод изучения наследственности человека (закон Харди-Вайберга).
- •52 Медицинская генетика человека. Понятие о наследственных и ненаследственных болезнях человека. Медико-генетическое консультирование. Методы диагностики.
- •53. Моногенные, хромосомные и мультифакториальные болезни человека, механизмы их возникновения и проявления.
- •3. Биология развития
- •54. Бесполое и половое размножение. Формы бесполого размножения, определение, сущность, биологическое значение.
- •55. Половое размножение, его эволюционное значение. Формы полового размножения у одноклеточных и многоклеточных организмов (конъюгация, копуляция). Биологическое значение полового размножения.
- •56. Гаметогенез как процесс образования половых клеток. Морфология половых клеток. Чередование гаплоидной и диплоидной фаз жизненного цикла.
- •57. Понятие об онтогенезе. Основные этапы онтогенеза. Типы онтогенеза. Периодизация онтогенеза
- •58. Типы яйцеклеток хордовых, их морфологические и биохимические особенности.
- •59.Оплодотворение - начальный этап развития нового организма. Фазы оплодотворения.
- •60.Характеристика основных этапов эмбрионального развития. Дробление, типы дробления в зависимости от строения яйцеклетки. Гаструляция. Способы гаструляции.
- •61.Первичный органогенез как процесс Образования комплекса осевых органов. Дифференцировка зародышевых листков. Образование органов и тканей.
- •62. Провизорные органы. Группы анамнии и амниоты. Особенности эмбрионального развития млекопитающих и человека.
- •63. Постэмбриональный онтогенез и его периодизация у человека. Основные процессы: рост, формирование дефинитивных структур, половое созревание, репродукция, старение.
- •64. Старение и старость как закономерный этап онтогенеза. Проявление старения на молекулярно-генетическом, клеточном, тканевом, органном и организменном уровнях.
- •65. Смерть как биологическое явление. Клиническая и биологическая смерть. Реанимация. Проблема долголетия.
- •67. Морфогенез как многоуровневый динамический процесс. Детерминация частей развивающегося зародыша, канализация развития.
- •68.Средовые факторы, регулирующие развитие на ранних этапах онтогенеза. Критические периоды в онтогенезе человека. Аномалии и пороки развития. Тератогенез.
- •69. Регенерация как процесс поддержания морфофизиологической целостности биологических систем на уровне организма. Физиологическая регенерация, её значение.
- •70. Репаративная регенерация, её значение. Способы репаративной регенерации. Особенности восстановительных процессов у млекопитающих и человека.
- •71. Регуляция регенерации на молекулярно-генетическом, клеточном и организменном уровнях. Значение регенерации для биологии и медицины.
- •4. Гомеостаз
- •72. Понятие о гомеостазе. Проявление гомеостаза на разных уровнях организации биологических систем. Структурный гомеостаз, механизмы его поддержания.
- •73. Функциональный гомеостаз, молекулярно-генетические, клеточные и системные механизмы его поддержании.
- •5. Вопросы эволюции
- •74. Понятия о популяции. Основные характеристики популяции как эколого-генетической системы (ареал, численность особей и её динамика, возрастной и половой состав)
- •75. Элементарные эволюционные факторы: мутации, популяционные волны, изоляция и её формы, дрейф генов – генетикоавтоматический процесс.
- •76. Естественный отбор – движущая и направляющая сила эволюции. Формы естественного отбора.
- •80. Соотношение онто-филогенеза. Закон зародышевого сходства к. Бэра. Основной биогенетический закон ф. Мюллера и э. Геккеля. Онтогенез как основа филогенеза.
- •8. Экология
- •92. Экология как наука, история развития, междисциплинарный характер. Глобализация экологии и её значение для будущего человечества.
- •93. Основные направления и структура современной экологии: эндо-аут-синэкология, глобальная экология. Предмет, задачи и методы экологии.
- •94. Среды жизни. Факторы окружающей среды, их классификация, взаимодействие и воздействие на экологические системы.
- •95. Биоценоз как биологическая система, типы биоценозов. Количественная характеристика биоценоза: биомасса, биологическая продуктивность. Правило экологических пирамид.
- •96. Экосистемы: понятие, развитие, размеры. Природно-географические зоны. Взаимодействия и взаимоотношения между организмами в экосистеме и между экосистемами.
- •105)Строение, границы,состав, роль живого
- •106)Биогеохимич циклы круговорота углерода, азота и воды
- •107)Эволюция биосферы:ноогенез
- •108)Роль чел-ка в биосфере, изменения вбиосфере, проблема энергитического кризиса
- •112)Адаптация и акклиматизация чел-ка к экстремальным условиям
- •113)Мед экология и мед-биолог проблемы
- •116)Формы биотических связей
- •1.Симбиоз
- •2.Нейтрализм
- •3.Антибиоз
- •117)Паразитоценоз
- •118)Жиз цикл паразитов,какие хозяева бывают,чередование поколений в циклах развития
- •121)Учение Павловского(природ очаг)
- •122)Учение Скрябина
- •124)Общая хар-ка класса Саркодовые
- •Вопрос 126.
- •Вопрос 127.
- •Вопрос 128.
- •Вопрос 129.
- •Вопрос 130.
- •Вопрос 131.
- •Вопрос 132.
- •Вопрос 133.
- •Вопрос 134.
- •Вопрос 130.
- •Вопрос 131.
- •Вопрос 132.
- •Вопрос 133.
- •Вопрос 134.
- •Вопрос 135.
- •Вопрос 136.
- •Вопрос 137.
- •Вопрос 138.
- •Вопрос 139.
- •Вопрос 140.
- •Вопрос 141.
- •Вопрос 142.
- •Вопрос 143.
- •Вопрос 144.
- •Вопрос 146.
- •Вопрос 147.
- •Вопрос 148.
- •Вопрос149.
- •Вопрос 150.
- •Вопрос 151.
8. Экология
92. Экология как наука, история развития, междисциплинарный характер. Глобализация экологии и её значение для будущего человечества.
Экология — наука об отношениях живых организмов и их сообществ между собой и с окружающей средой.
Уже с давних времён люди стали замечать различные закономерности во взаимодействии животных друг с другом и с окружающей средой. Однако, в те времена даже биология не была отдельной наукой, являясь частью философии.
Античность
Первые описания экологии животных можно отнести к индийским и древнегреческим трактатам:
Индийские трактаты «Рамаяна», «Махабхарата» (VI—I века до н. э.) — Образ жизни зверей (более 50 видов), места обитания, питание, размножение, суточная активность, поведение при изменениях природной обстановки.
Аристотель — «История животных» — экологическая классификация животных, среда обитания, тип движения, места обитания, сезонная активность, общественная жизнь, наличие убежищ, использование голоса.
Теофраст — даны основы геоботаники, а также описано приспособительное значение изменений в окраске животных.
Плиний Старший — «Естественная история» — представлен экономический характер зооэкологических представлений.
Древние греки в целом представляли себе жизнь как нечто, не требующее понимания и адаптации, что близко к современным экологическим представлениям[3].
Новое время
В Новое время, которое характеризуется подъёмом в области научного знания, экологические закономерности выявлялись учёными-энциклопедистами, зачастую весьма далекими от биологии в своих основных исследованиях.
Р. Бойль — им проведён один из первых экологических экспериментов — влияние атмосферного давления на животных, стойкость к вакууму водных, земноводных и др. пойкилотермных животных.
Антони Ван Левенгук — описание пищевых цепей, регулирование численности популяций.
Дэрем — «Физико-теология» (1713) — в этой работе впервые описан термин баланс в смысле регуляции численности животных.
Р. Брэдли — впервые экология описывается количественно — роль воробьиных птиц в истреблении вредных насекомых.
Рене Реомюр — «Мемуары по естественной истории насекомых» — рассматриваются количественные климатические факторы — постоянство суммы средних дневных температур в тени для сезонного периода в жизни организмов.
К. Линней — «Экономия природы», «Общественное устройство природы» — описана концепция равновесия в природе, применён системный подход к природе, оценено ведущее влияние климатических условий, описаны фенологические наблюдения — гибель одних организмов как средство для существования других, сравнение природы с человеческой общиной.
Ж. Бюффон — «Естественная история» — описано влияние факторов среды, исследования по популяционной экологии — влияние климата, характера местности и других внешних условий на популяции. Описан рост численности некоторых животных в геометрической прогрессии.
С. П. Крашенинников (1713—1755) «Описание земли Камчатки» (1755) — частная экология животных, описание растений, образ жизни.
И. И. Лепёхин «Дневные записки путешествия доктора и Академии наук адъюнкта Ивана Лепёхина по разным провинциям Российского государства», перевод Бюффона. Биологические характеристики зверей и птиц. Зависимость существования и географического распределения животных от климатических условий и растительности Зависимость численности, распределения, плодовитости и миграций белки, кедровки и прочих от урожая кедровых орехов и других хвойных пород.
Петер Симон Паллас «Путешествия по различным провинциям Российского государства», «Zoographia rosso-asiatica» — экологический подход к изучению животных (влияние внешних условий на животную жизнь). Климатология и физическая география, описание частной экологии грызунов. Программа наблюдений периодических явлений в популяциях животных.
В. Ф. Зуев (ученик П. С. Палласа) «Начертания естественной истории» — первый в России школьный учебник. Описания экологии белки.
Э. Циммерман — Зоогеография (1777) — Зависимость распространения млекопитающих от климата как по причине его прямого влияния, так и через растительность, как важнейший источник пищи для животных.
Первая половина XIX века
Ж. Б. Ламарк — «Философия зоологии» — Описано взаимодействия организм — среда.
Т. Фабер «О жизни птиц далекого севера» (1825) — экология птиц.
Константин Глогер — 1833 Правило Глогера (географические расы животных в тёплых и влажных регионах пигментированы сильнее, чем в холодных и сухих регионах), заложены начала современной зоогеографии. Влияние климата на птиц — поведение, выбор местообитания, степень оседлости, окраску.
В. Эдвардс — «Влияние физических агентов на жизнь» (1824) — сравнительная экологическая физиология. Эксперименты по влиянию температуры и водной среды на развитие головастиков лягушки. Влияние температуры, влажности, света и др. на дыхание, кровообращение, температуру, рост тела у рыб, земноводных, рептилий, птиц, зверей, человека.
Спейн (1802) — эксперименты с длиной светового дня и яйценоскостью кур.
Е. П. Менетрие — изучение вертикального распределения животных в горах Кавказа.
Г. Бергхаус — «Всеобщий зоологический атлас» (1851) — сочетание климатических условий и биотических отношений. Зоогеографическое районирование на основе распространения хищных млекопитающих (хищники интегрируют совокупное воздействие элементов природы).
Ш. Морран (1840) — закрепление понятия «Фенология».
К. Хойзингер (1822) — разделение зоологии на зоографию и зоономию. Изучение причин и законов возникновения и существования отдельных животных и всего животного царства.
Генрих Георг Бронн (1850) — «Экономия животных»
Э. А. Эверсманн (1794—1860), М. Н. Богданов — «Естественная история Оренбургского края» (1840—1866) — географическая зональность смены ландшафтов на основе изменений характера почвы. Биоценотические отношения между животными. Экологический оттенок в описаниях групп животных. Оценка экономического значения животных. Характеристика пустынных экосистем — бедность фауны при обилии особей. Прообраз в описаниях грызунов, как представителей R-стратегов. Морфологические приспособления к условиям обитания — тушканчики на разных грунтах, адаптивное строение и добывание пищи у дятлов. Экономия природы.
К. М. Бэр — экспедиция на Новую Землю. Основы современной теории динамики популяций рыб.
А. Ф. Миддендорф — «Путешествие на север и восток Сибири», «Сибирская фауна» — зоологическая география. Природа, как единое целое. Ландшафтно-экологический подход. Экоморфология и её приспособительное значение. Изопиптезы. Сезонные миграции птиц. Значение кочёвок птиц и зверей. Экология леммингов. Влияние полярного дня на морфофизиологические функции. Криптическая роль окраски. Сопряженность ареалов.
К. Ф. Рулье и Н. А. Северцов — основоположники российской экологии животных:
Карл Францевич Рулье — лекция «Жизнь животных по отношению к внешним условиям» (1852). Экологическая концепция, метод экологического изучения животных.
Прямые и обратные явления жизни. Внутривидовые и межвидовые отношения животных. Существование общин (популяций). Проблема адаптации, морфобиологические особенности: жизненные формы животных, экологическая морфология, зоопсихология. Термины: зооэтика — зоогнозия, зообиология = этология Сент-Илера (от Милля).
Н. А. Северцов «Периодические явления в жизни зверей, птиц и гад Воронежской губернии» — синэкологический аспект. Методический аспект — эколого-географический метод. Необходимость биоценологического подхода «местные мелкие фауны»: «Каждое явление мы изучаем у всех животных, у которых заметили его. Порядок в описании явлений определяется их естественной последовательностью — от весны до весны, только явления линяния отделены от прочих, современных им».
Жоффруа Сент-Илер «Естественная история органического мира» — этология = зоопсихология + экология.
Ч. Дарвин —
«Путешествие натуралиста вокруг света». Экономия природы. Объяснение паразитизма кукушки. Гибель крупных животных от катастрофических причин. Теория происхождения коралловых рифов.
«Происхождение видов». Синэкологические взаимоотношения, как наиболее важные. Классификация взаимоотношений организмов. Продуктивность и состав сообществ. «Прочно укоренившееся заблуждение — считать физические условия за наиболее важные». Демография популяций. Синэкология: Взаимосвязь кошки — мыши — шмели-клевер и его ареал. Роль птиц в расселении семян — количественные исследования. Адаптивное строение цветка энтомофильных орхидей. Эколого-морфологический анализ челюстного аппарата гусеобразных.
Э. Геккель и формирование экологии как особой отрасли науки:
«Всеобщая морфология организмов». Биология делится на: морфологию (биостатику) и физиологию (биодинамику), а для узкого понимания термина биологии мы вводим термин экология, синоним — биономия — «Общие основы науки об органических формах, механически основанной на теории эволюции, реформированной Чарлзом Дарвином».
Экология — наука об экономии, об образе жизни, о внешних жизненных отношениях организмов друг с другом и т. д. (1 глава) = этологии Сент-Илера, хотя сам Геккель этого не знал.
Под экологией мы понимаем общую науку об отношениях организмов с окружающей средой, куда мы относим в широком смысле все условия существования (19 глава). Экология — физиологическая дисциплина: форономия (общая физиология) — эргология (физиология функций) и перилогия (физиология отношений) — экология и хорология. Отсутствие обязательной корреляции между плодовитостью, численностью и масштабами географического распространения (глупыш и многие плодовитые виды). Для каждого отдельного вида в экономии природы имеется только определённое число мест (=экологические ниши Элтона). В одном месте может существовать тем большее количество животных индивидов, чем более разнообразна их природа.
Экология животных после Дарвина и Геккеля
Форбс (1895) — замечание о понятии науки экология. Определение: наука об отношениях животных и растений к другим живым существам и ко всему их окружающему.
К. А. Тимирязев. Противник термина экология (биономия, биология в узком смысле).
М. А. Мензбир «Птицы России» — революция в зоологии: экологический подход к составлению систематических зоологических сводок.
М. Н. Богданов (1841—1888) «Птицы и звери Черноземной полосы Поволжья, долины средней и нижней Волги» («Биогеографические материалы» 1871) — широко используется понятие биоценоза (введённого К. А. Мёбиусом в 1877 году[4]). Курс лекций зоологии в Петербургском университете с широкой биологической точки зрения, введена концепция саморегуляции биоценоза.
Современная классическая экология
Современная экология — сложная, разветвлённая наука. Ч. Элтон использовал концепции трофической (пищевой цепи), пирамиды численности, динамики численности[5].
Полагают, что вклад в теоретические основы современной экологии внёс Б. Коммонер, сформулировавший основные 4 закона экологии:
Всё связано со всем
Ничто не исчезает в никуда
Природа знает лучше — закон имеет двойной смысл — одновременно призыв сблизиться с природой и призыв крайне осторожно обращаться с природными системами.
Ничто не даётся даром (вольный перевод — в оригинале что-то вроде «Бесплатных обедов не бывает»)
Второй и четвёртый законы по сути являются перефразировкой основного закона физики — сохранения вещества и энергии. Первый и третий законы — действительно основополагающие законы экологии, на которых должна строиться парадигма данной науки. Основным законом является первый, который может считаться основой экологической философии. В частности, эта философия положена в основу понятия «глубокая экология» в книге «Паутина жизни» Фритьофа Капры.
В 1910 г. на Третьем Международном ботаническом конгрессе в Брюсселе были выделены три подраздела экологии:
Аутэкология — раздел науки, изучающий взаимодействие индивидуального организма или вида с окружающей средой (жизненные циклы и поведение как способ приспособления к окружающей среде).
Демэкология — раздел науки, изучающий взаимодействие популяций особей одного вида внутри популяции и с окружающей средой.
Синэкология — раздел науки, изучающий функционирование сообществ и их взаимодействия с биотическими и абиотическими факторами.
Также выделяют геоэкологию, биоэкологию, гидроэкологию, ландшафтную экологию, этноэкологию, социальную экологию, химическую экологию, радиоэкологию, экологию человека, антэкологию и др. В связи с многогранностью предмета и методов исследований в настоящее время некоторые ученые рассматривают экологию как комплекс наук, который изучает функциональные взаимосвязи между организмами (включая человека и человеческое общество в целом) и окружающей их средой, круговорот веществ и потоков энергии, делающих возможность жизнь.
В наше время становится нормой целесообразность каждого производ-ственного мероприятия обосновывать с позиции не только экономики, как это было раньше, но и экологии. Все более прогрессирующее влияние человечества прогрессирующее влияние человечества на природную среду и неуклонно возрастающая его зависимость от нее делают экологическую проблему в высшей степени социальной. Поэтому интегрирующим центром разнообразных отраслей экологического знания должна стать социальная экология (13). К первоочередным ее проблемам можно отнести:
а) управление качеством жизненной среды:
б) качество социально-трудового потенциала:
в) долгосрочный прогноз природных и социальных последствий крупных мероприятий, преобразующих природу; Для Санкт-Петербурга таким меро-приятием являются строительство комплекса защитных сооружений от наводнений в Финском заливе.
г) установление в количественных категориях предельно допустимых хозяйственных нагрузок на различные компоненты природной среды в разных регионах страны, а также определение природных и социальных последствий превышения этих нагрузок.
Экологическая глобализация - резкое расширение и углубление взаимосвязей и взаимозависимостей между странами, народами и отдельными людьми в сфере экологии для решения планетарных экологических проблем. Экологические проблемы отличает тесная связь с вопросами экономического развития, контроля за численностью населения, борьбы с нищетой. Но как любое общественное явление расширение и углубление взаимосвязей в этой сфере имеет свои плюсы и минусы.